Experimentos de Fisica y Quimica

Grupo Blas Cabrera Felipe
Grupo Blas Cabrera Felipe
ESTADOS DE AGREGACIÓN
Y CONSTITUCIÓN DE LA MATERIA
José Fernández González
Francisco Rodríguez de Armas
Nicolás Elórtegui Escartín
Juan Pérez Torres
INTRODUCCIÓN
Grupo Blas Cabrera Felipe
UNIDAD
DIDACTICA
Estados de agregación y constitución de la materia
Objetivos de la unidad
Relación de experiencias y actividades
Programación
Guía didáctica
Experiencias alternativas
Textos y curiosidades
85/6 La densidad anómala del agua
El hielo/ Metales líquidos/ El olor a frescura/
La abundancia de los elementos químicos/ El anillo bencénico/ La
densidad/ Los nombres de los elementos químicos/ El Flúor.
Investigación
85/3 La difusión
85/3 La solubilidad.
Documentos
CI. 9 La materia y sus propiedades.
Grupo Blas Cabrera Felipe
UNIDAD DIDACTICA
Estados de agregación y constitución de la materia
RELACION DE EXPERIENCIAS Y ACTIVIDADES
E.- Separación de los componentes de una mezcla.
* E.- Separación de una mezcla de azufre, azúcar y limaduras.
E.- Destilación de un vino tinto o agua de mar.
* E.- Destilación fraccionada de un crudo petrolífero.
E.- Desalinización de agua del mar.
* E.- Cristalización de una disolución de sulfato cúprico.
* E.- El jardín del químico.
* E.- Extracción de colorantes.
* E.- Extracción de aromatizantes y sabores de plantas y frutos
naturales.
* E.- Extracción de combustibles: latex o recino.
* E.- Separación de la clorofila de otros pigmentos.
E.- Cromatografía de papel.
* E.- Preparación de disoluciones, suspensiones y emulsiones.
E.- Presencia de las sales minerales en los seres vivos.
* E.- Determinación del contenido de agua en seres vivos.
* E.- Descomposición de materia orgánica vegetal.
* E.- Descomposición de materia orgánica animal.
* A.- División de un cuerpo.
* E.- Análisis granulométrico (tamizado).
* E.- Fabricación de abrasivos.
* A.- Bunsen.
* E.- Características físicas del agua.
E.- La fusión.
* E.- Fusión del hielo y vaporización del agua.
E.- Fusión y solidificación del naftaleno.
* E.- Realización de una nevada.
* E.- Barco a propulsión a vapor.
E.- Electrólisis del agua.
Grupo Blas Cabrera Felipe
UNIDAD DIDACTICA Estados de agregación y constitución de la materia.
(continuación)
RELACION DE EXPERIENCIAS Y ACTIVIDADES
A.- Confeccionar una lista de materiales sólidos, líquidos y gases y
clasificarlos
E.- Modelos fluyendo.
A.- Reconocer estados de agregación.
* E.- Determinación del punto de ebullición de un líquido.
E.- Los distintos cambios de estado.
A.- Interpretación de gráficas.
E.- Relación de sustancias y clasificación.
A.- Clasificación de sustancias homogéneas y heterogéneas.
E.- Diferencia entre agua destilada y agua de mar.
E.- Decantación de una mezcla de agua y aceite.
A.- Disoluciones habituales.
E.- Separar la sal de una arena de playa seca.
* E.- ¿Cómo preparar una disolución?
E.- Descomposición del óxido de mercurio (II)
E.- Electrólisis de cloruro de cobre (II)
A.- Lectura "Los elementos" "Distribución de elementos".
* A.- Lectura comprensiva: "Bajando por la escalera"
* E.- Cómo teñir flores blancas.
* E.- La ósmosis en la piel de calamar.
* E.- Disolución de azúcar en agua y su vaporización. Calentamiento dél azucar.
* E.- Calentamiento de clara de huevo y miel.
* E.- Puntos de congelación y ebullición de disoluciones: agua de mar, disolución de urea.
* E.- La gallina ciega
E.- La "caja negra"
* A.- Lectura “Grecia: los átomos"
A.- Trabajo en fichas.
A.- Simulación del experimento de Rutherford.
A.- Esquemas de modelos
A.- El último nivel-órbita de electrones
A.- Lectura "Los átomos se unen"
A.- Lectura "Formas de enlace"
Grupo Blas Cabrera Felipe
UNIDAD
DIDÁCTICA
Objetivos de la Unidad
Actividades
Contenidos
Observaciones
Tiempo
Experiencias
Enumerar los estados de agregación de la materia.
A.Confeccionar una lista de materiales sólidos, líquidos y Estados de agregación de la
Clasificar materiales de la vida día ría según su estado gases y clasificarlos.
de agregación.
materia
E.Modelos fluyendo.
Interpretación del cambio de estado como modificación A.Reconocer estados de agregación.
- Posibilidad de utilizar instrumental (lupa, microscópio, etc.) para
distinguir los estados
Cambios de estado.
de agregación.
de la estructura interna de la materia.
E.los distintos cambios de estado.
Establecer criterios de diferenciación de s, l, g.
E.Fusión
- Fijar el instrumento de observación antes de
Definir operacionalmente fusión, solidificación,
E.Fusión y solidificación de naftaleno.
clasificar estados, puesto que la clasificación
evaporación, ebullición condensación y sublimación.
A.Interpretación de gráficas.
puede
Diseñar y realizar una experiencia sencilla para
E.Relación de sustancias y clasificación
comprobar la evolución de la.temperatura durante un
A.Clasificación de sustancias homogéneas y
Clasificación de sustancias:
cambio de estado.
heterogéneas.
homogéneas, he terogéneas,
Clasificar materiales de la vida diaria en homogéneos.
E.Diferencia entre agua destilada y agua de mar.
puras, mezclas.
heterogéneos, puros y mezclas.
E.Separación de los componentes de una mezcla.
Definir operacionalmente sustancia homogénea,
E.Desalinización de agua de mar.
Métodos de separación y/o
sustancia heterogénea, sustancia pura y mezcla.
E.Decantación de una mezcla de agua y aceite.
descomposición de una mezcla.
Describir y realizar procedimientos sencillos para
E. Cromatografía de papel.
separar los componen tes de una mezcla.
A.Reconocimiento de disoluciones habituales.
Reconocer disoluciones habituales de la vida diaria.
E. Separar la sal de una arena seca de playa.
Descubrir y realizar procedimientos sencillos para
E. Destilación de un vino tinto o agua de mar.
descomponer compuestos
E.Descomposición de óxido de mercurio (II)
Distinguir entre elemento y compuesto.
E. Electrólisis del cloruro de cobre (II)
Reconocer que todas las sustancias químicas se
A.lectura: "Los elementos" "Distribución de elementos
- Hacer ver que la matería viva y no viva está
componen de partículas.
A. Revisión "Modelos fluyendo".
formada por comp. y elem.
cambiar según la
- Las rocas son ejemplos de mezclas
naturales.
6h
- Insistir en las disoluciones conocidas de la
Disoluciones
materia viva.
- Aprovechar las experiencias para cálculos de 5h
% en peso y volumen.
Compuesto y elemento químico
Reconocer el átomo como último componente de los
elementos químicos.
6h
técnica de observación.
- Relacionar con las rocas y minerales.
- Película: "Obtención desustancias de la
A.Caja negra
Modelo atómico: su utilidad
Enumerar las partículas componentes del átomo:
Naturaleza.
2h
- Película cosmos
electrones, protones, neutrones ''Z'' "A".
A.Simulación del Experimento de Rutherford.
Distinguir en la estructura entre núcleo y corteza.
A * Esquemas de modelos.
Reconocer la utilidad de los modelo
A. El último nivel-orbita de
Esquematizar la estructura de la corteza en su último
electrones
nivel.
A. Lectura "Los átomos se unen»
Modelo Rutherford
- Aconsejable el uso de las fichas como
transparencias.
Estructura atómica
-Incidir en el tamaño y en la neutralidad
eléctrica.
Noción de enlace
- Aproximación al modelo de Bohr
4h
Grupo Blas Cabrera Felipe
BIBLIOGRAFIA
-
Barahora, S.; Brincones-, I.; Buiza, C.; Nieda, J. y Puente, J. "La materia y sus propiedades”.
Documento MEC. Ciencia Integrada. CI.9 Reforma Medias MEC (1984).
-
Rodríguez de Armas, F. y Merino Rubio, J.J.: Dep. Ciencias Experimentales C.E.I. La Laguna
(1985).
-
De la Hoz Huerta, J,; Recio Flores, E.; Alcántara Bello, J.J. y Siiva Henschkel, C. Dep.
Ciencias Experimentales. I.B. Blas Cabrera Felipe Lanzarote (1986).
-
Prats, F. y del Amo Y. "Trabajos prácticos de Física, Química" (dos tomos) 2º de B.U.P. Akal
(1983).
-
Averbuj, E. “Naturalia 8º" Barcanova (1983)
-
VlazoV, T. "Química Recreativa Akal (1982).
-
Fdez. Glez., J. "Sem. Física y Química I.B. Pto. Cruz". Apuntes de Atómica elemental. (1983)
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ESTADOS DE AGREGACIÓN
Y CONSTITUCIÓN DE LA MATERIA
José Fernández González
Francisco Rodríguez de Armas
Nicolás Elórtegui Escartín
Juan Pérez Torres
GUÍA DIDÁCTICA
Grupo Blas Cabrera Felipe
Grupo Blas Cabrera Felipe
ACTIVIDAD
CONFECCIONAR UNA LISTA DE MATERIALES SOLIDOS, LÍQUIDOS Y GASES;
CLASIFICARLOS.
Preguntar una lista de materiales diversos que los alumnos conocen de su entorno inmediato. Ir
tirando de cada alumno para que todos puedan sugerir alguna aportación. Tratar que distintos grupos
los clasifiquen en tres tipos según su estado.
Dada la relación de materiales siguientes:
- hierro
- sal común
- vino
- sardina
- cardo
- leche
- aire
- yeso
- jamón
- humo
- agua con hielo
- queso
- trozo granito
-gas butano
- pirita
Tratar de completar una tabla como la adjunta con cada uno de ellos.
Material
hierro
Estado
sólido
Forma
fija
Cristales transparentes de calcita (carbonato cálcico).
Volumen
fijo
Fluidez
no
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EXPERIENCIA
MODELOS FLUYENDO
DE LA HOZ, J; RECIO,F. y ALCÁNTARA
Ciencias Experimentales.I.B. Blas Cabrera
Felipe.Lanzarote (1986)
FUNDAMENTO
Los sólidos líquidos y gases son cotidianos en cualquier lugar trabajo; determinemos algunas
características que le son propias para poder caracterizarlos, incluso en el caso de que una misma
sustancia la conozcamos en varios estados.
MATERIAL
- 3 vasos
- agua
- arena o azúcar
- arroz
- 3 frascos
- garbanzos
- hielo
- plomo
PROCEDIMIENTO
Contribución 1.
Verter agua muy despacio en un vaso. Hacer lo mismo con arena o azúcar. Repetir
la operación con el agua el azúcar pero ahora en un frasco de forma arbitraria.
CUESTIONES
¿Podemos establecer alguna semejanza en cómo se vierten estas sustancias?
¿Qué forma adquieren en el frasco?
Si echamos agua y arena en otros recipientes ¿qué formas adquiririan?
¿Qué sucederá si utilizamos garbanzos?. Compruébalo.
Si utilizamos naranjas, ¿adquieren la forma del lugar donde las hayamos metido (vagón, remolque,
saco, etc.) al igual que sucede con el agua la arena?
Acepta o rechaza criticamente la hipótesis:
“Los líquidos están formados por partes muy pequeñas que no vemos, y que se comportan
igual que las partes de las que pueden estar constituídos los sólido, (azucar, arena,
garbanzos, naranjas, melones,...)
Contribución 2. Calentar hielo y plomo separadamente. Dejar luego enfriar ambos líquidos hasta
volver a sólido.
CUESTIONES
¿Qué se observa cuando los sólidos se calientan?
A medida que se calienta el plomo, ¿se dilata cada vez más? ¿Hasta cuándo?
¿Será esto, consecuencia de que las partes comienzan a separarse cuando los sólidos calientan?
Y cuando las formas líquidas se solidifican ¿qué pasa con las partes que forman el líquido?
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ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA
En la Naturaleza la materia se nos presenta, a simple vista, en diferentes estados de agregación o
compactación de sus partes; y fundamentalmente son tres los estados: sólidos, líquidos y gases.
El componente de la Naturaleza que más sobresale por su presentación indiscriminada en cualquiera
de los tres estados es el agua. Basta con observar cualquier paraje de nuestro alrededor.
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Todos los cuerpos están constituidos por partículas muy pequeñas - microscópicas -, unidas entre si
de diferentes maneras. Dependiendo de la intensidad de la fuerza con que se encuentren unidas las
partículas la materia se presenta en tres formas o estados llamados "estados de agregación”
SOLIDO
LIQUIDO
ß ESTADOS DE AGREGACIÓN
GASEOSO
Si se modifica la intensidad de las fuerzas de unión de las partículas los cambian de estado de
agregación: “cambios de estado”
Estado sólido.
Las fuerzas de unión entre
partículas son fuertes.
El volumen y la forma de un
Las partículas están en
sólido son fijos.
posiciones rígidas, no se pueden
mover .
La distancia entre partículas es
constante, no cambia
Estado líquido.
Las Fuerzas de unión entre
partículas son débiles.
Las partículas no están en
El volumen de un líquido es fijo y
posiciones rígidas, se pueden
la forma variable.
mover.
La distancia entre partículas es
constante, no cambia
Estado gaseoso.
Las fuerzas de unión entre
partículas son des reciables
Las partículas se mueven
El volumen y la forma de un gas
libremente en todas las
son variables
direcciones e intentan ocupar el
máximo volumen disponible.
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RECONOCER ESTADOS DE AGREGACION
De las siguientes sustancias de la tabla, clasificarlas según sus estados de agregación
Sustancia
Forma
Color
Volumen
Sabor
A
Fija
Rojo
Fijo
Dulce
B
Variable
Blanco
Variable
Salado
C
Fija
Incoloro
Fijo
Insípido
D
Variable
Rojo
Variable
Rancio
E
Variable
Blanco
Fijo
Dulce
CAMBIOS DE ESTADO:
Disminución de las fuerzas entre partículas
SOLIDO
------------
LÍQUIDO
------------
GAS
Aumento de las fuerzas entre partículas
Cuando se actúa sobre las fuerzas entre partículas, se modifica el estado de agregación de una
sustancia; por ejemplo, variando la temperatura de la misma.
Al comunicar energía a una sustancia, las
partículas aumentan de energía -mayor
Aumento o disminución de las
fuerzas entre partículas
ENERGÍA
movimiento–.
Los desplazamientos son mucho mayores y
no se retienen las partículas en SUS
posiciones
Energía
SOLIDO
dilatación
Energía
LÍQUIDO
dilatación
GAS
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Los nombres que reciben los distintos cambios de estado vienen definidos en la siguiente gráfica:
SÓLIDO
Solidificación
Fusión
LÍQUIDO
Licuación
sublimación
Vaporización
GAS
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EXPERIENCIA
LOS DISTINTOS CAMBIOS DE ESTADO
Cambiar de estado una sustancia es
un proceso básicamente análogo en
cualquiera de los casos aunque
adopte distintos aspectos según el
rango de temperatura que se
requiera.
EXPERIENCIA 1
FUSIÓN
Material
- Cuchara grande
Mechero
- Pinza de madera
trozo de plomo o estaño
PROCEDIMIENTO
Colocar sobre la cuchara el trozo de plomo o de estaño de que disponemos y calentarlo con la ayuda
del mechero.
CUESTIONES
-
Explicar el fenómeno observado ¿se pueden hacer figuras con este metal? ¿De qué forma?
-
¿A que se debe el gran uso y aplicaciones de este material? Enumera las aplicaciones.
EXPERIENCIA 2
VAPORIZACIÓN-EBULLICIÓN
Material
3
-
Vaso de precipitado de 100 cm
-
Mechero
-
1 recipiente (baño maría)
Agua de mar
Agitador
Balanza
Preparar el agua de mar (o se pesan unos 10 gr. de sal y se disuelven en un poco de agua) para
calentarla dentro del vaso de precipitado, de forma lenta al baño maría, desde que comienza la
ebullición hasta la total evaporación y obtención de la sal purificada en cristales.
Pesar de nuevo la sal resultante estimando el % de pérdidas si se hizo a través de una disolución.
Cuestiones
-
Si es agua de mar ¿a qué saben los cristales? ¿qué es?
Grupo Blas Cabrera Felipe
-
¿Cuál es el % de sal en el agua de mar?
-
Compara la experiencia con el proceso que se sigue en las salinas.
-
¿Qué es la ebullición? ¿en qué consiste la vaporización? ¿cómo se suele llamar la
vaporización de la superficie del líquido?
-
Si no se calienta y se deja mucho tiempo al aire libre ¿se evaporará el agua? ¿A dónde se ha
marchado? ¿de dónde ha tomado la energía el agua para la evaporación?
EXPERIENCIA 3
SUBLIMACIÓN
Material
- Cápsula de porcelana
- Trozos de yodo
- Mechero
- Pastillas de naftalina para la ropa
- Tubo de ensayo
- Pastillas ambientadoras o desodorantes
Procedimiento
Tomar unos gramos de yodo y colocarlos en la cápsula de porcelana. Calentar muy suavemente.
Si se dispone de pastillas ambientadoras o de naftalina, colócalas en un ambiente caldeado o
caliéntalas muy poco sobre la cápsula.
Cuestiones
-
Explica lo que ocurre en cada caso.
-
¿En qué consiste la sublimación?
-
Repite la experiencia del yodo pero colocándolo dentro de un tubo de ensayo tapado. ¿Qué
ocurre al calentar? ¿y al enfriar posteriormente? ¿dónde se queda ahora el yodo? Si le
añades un poco de tetracloruro de carbono Cl4C, ¿qué sucede?
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXPERIENCIA 4
SOLIDIFICACIÓN
Material
-
1 vela
-
Espátula o cucharilla
- Mechero
Procedimiento
Encender la vela y comprobar cómo evoluciona el espelme. Deja caer una gota sobre una hoja de
papel y otra gota sobre una cucharilla de café calentada previamente.
Toma un trozo de espelme, caliéntalo y luego déjalo enfriar y observar su evolución.
Cuestiones
-
¿Cómo evoluciona el espelme al enfriarse?
-
¿A qué se debe su comportamiento en la cucharilla caliente?
-
¿En qué consiste el cambio de estado del espelme?
-
Una vez consumida la vela ¿podríamos hacer una nueva vela dispusiéramos de mecha?
¿qué porcentaje se ha perdido en la combustión? ¿por qué?
-
El procedimiento de enfriamiento ¿es parecido a meter agua en un congelador?
EXPERIENCIA 5
LICUACIÓN
Material
-
Hielo
-
Frasco con tapa
Procedimiento
Colocar el hielo dentro del frasco y taparlo lo más herméticamente posible para que cuando se
convierta en agua, ésta no pueda salir del frasco.
Desde que se coloca el hielo dentro del frasco observar durante unos diez minutos qué le sucede a
las paredes exteriores del frasco.
Cuestiones
-
¿Qué producto aparece en las paredes exteriores del frasco? ¿puede ser agua del interior.
-
De dónde sale este líquido? Explica en qué consiste el cambio de estado acontecido?
-
Al levantar la tapa de un caldero que está al fuego escurre agua. ¿De dónde procede?
-
¿Podemos provocar esto en el laboratorio? Colocar un azulejo encima de un vaso de agua
hirviendo.
Grupo Blas Cabrera Felipe
LA FUSIÓN
Fundamento
El comportamiento de distintos sólidos ante un calentamiento es diferente, siendo el indicador más
notorio la fusión.
MATERIAL
Tapa de lata de conservas
-
Base soporte con nuez, aro
-
Mechero y vela, cera.
-
Limaduras de hierro, azufre
-
Cloruro de plata
-
Plomo, estaño, trozo de alambre de cobre
DESCRIPCIÓN
Realizar con una herramienta, tres abolladuras en una
misma depresión circulas de la tapa. Colocar aquí el tamaño
de una lenteja de cera, azufre y cloruro de plata. En la misma
depresión distribuir las demás sustancias de igual forma.
Situación y cantidades han de ser las mismas.
Montar el dispositivo de la figura con la vela en el eje de la tapa e ir acercando poco a poco el aro con
la tapa, hasta que llegue a distancias en que comienza a calentarse suavemente. Cuando el
calentamiento de la vela sea poco, a pesar de la cercanía, sustituirla por un mechero.
CUESTIONES
-
¿Qué orden de fusión se observa?
-
¿Será el mismo comportamiento el de la cera que el de un trozo de vela o un poco de
espelme? Compruébalo.
-
¿Por qué funden unas sustancias antes que otras? ¿Qué les sucede a las que necesitan más
energía?
-
¿Podrías calcular los puntos de fusión con alguna variante?
-
¿Te puede servir esto para estudiar comparativamente la fusión de otras sustancias?
-
Cuáles ensayarías? Compruébalo.
BIBLIOGRAFÍA
CHEM: "Chemical Education Material Study: Manual del Laboratorio". Lección 2.Reverté (1982).
Grupo Blas Cabrera Felipe
FUSION Y SOLIDIFICACIÓN DEL NAFTALENO
Fundamento
Los sólidos presentan una forma propia y en general se densos que los líquidos. Los sólidos están
formados por moléculas fuertemente unidas entre sí por fuerzas intermoleculares de cohesión. Estas
moléculas ocupan posiciones fijas, pero pueden oscilar alrededor de su posición con pequeños
movimientos vibratorios. La amplitud de es movimientos depende de la energía interna del cuerpo,
reflejado por la temperatura.
Muchos sólidos presentan formas geométricas en su estado natural (cristales), que pueden ser
visibles a simple vista (sal común, cuarzo, mármol, etc.) o sólo por procedimientos complejos.
Calentemos una sustancia sólida hasta que pase a líquida (fusión) y dejar enfriar el líquido para que
vuelva al estado sólido (solidificación)
MATERIAL
-
Base soporte, aro, 2 nueces, rejilla, 2 pinzas
-
Mechero
-
Vaso de precipitado de 250 cm
-
Tubo de ensayo ancho
-
Agitador
-
Termómetro
-
Cronómetro
-
Naftaleno
3
DESCRIPCIÓN
Montar el esquema adjunto colocando agua en el caso
hasta sus 2/3. Poner en el tubo de ensayo un poco de
naftaleno en polvo y el termómetro. Cuidar que el bulbo
del termómetro quede completamente cubierto por el
naftaleno y está completamente sumergido en el agua
(baño maría)
Agitar continuamente el agua y anotar la temperatura
cada 1/2 minuto, y las observaciones más destacables
Grupo Blas Cabrera Felipe
Cuando la temperatura sea de unos 85 °C, retirar el mechero, esperar un poco y volver a anotar las
temperaturas y observaciones sin dejar de agitar el agua. Al llegar a los 60ºC concluye la experiencia.
tiempo
Calentamiento
temperatura
observaciones
tiempo
Enfriamiento
temperatura
observaciones
CUESTIONES
Qué cambios se han producido?. Describe los cambios de estado acontecidos.
-
Dibuja gráficamente las gráficas temperatura-tiempo para el calentamiento y para el
enfriamiento del naftaleno
-
Estudia las gráficas obtenidas y expresa las conclusiones con claridad interpretando los
resultados._Observa las gráficas obtenidas por otros equipos de trabajo
-
¿Qué ocurre con la temperatura mientras se producen los cambios de estado? ¿Cuál es el
punto de fusión del naftaleno? ¿y el de solidificación?
-
¿Qué importancia tiene el punto de fusión de una sustancia pura?
-
¿Qué ocurre con la energía comunicada durante los cambios de estado?
-
¿Por qué se calienta el naftaleno al baño maría, en lugar de hacerlo directamente a la llama,
lo que hubiera resultado más rápido y cómodo ¿por qué se agita el agua continuamente?
-
¿Cómo operar para encontrar un punto de fusión superior a los 100°C?
-
El punto de fusión de una sustancia pura es una de sus propiedades características por la
cual se puede identificar, y detectar además la presencia de impurezas en una sustancia que
se creía pura. ¿En que se basa dicha detección?
-
¿Todos los sólidos funden a una temperatura característica llamada punto de fusión que
coincide con el de solidificación?
-
Mientras ocurre un cambio de estado ¿no se produce cambio en la temperatura?.
-
Para determinación experimental de puntos de fusión se utiliza frecuentemente el Aparato de
Thiele. Procura documentarte y describir con funciona.
-
¿Cómo explicas mediante modelos la diferencia-entre sólido cristal y amorfo?
-
Cuando el magma eruptivo procede de los volcanes, sale a la superficie terrestre, se enfría y
solidifica. Las rocas eruptivas resulta pueden estar formadas por masas amorfas o por
mezclas de cristales. ¿A qué atribuyes esta diferencia?
BIBLIOGRAFÍA
Paraira, M. y Parejo, C.: “COU: Química Experimental". Vicens Vives
-
Paraira, M.: “Laboratorio: guía general de prácticas de Química” HORA (1981).
Grupo Blas Cabrera Felipe
ACTIVIDAD:
INTERPRETACIÓN DE GRÁFICAS
Interpretar las gráficas siguientes:
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXPERIENCIA :
RELACION DE SUSTANCIAS Y CLASIFICACIÓN
FUNDAMENTO
Al observar detenidamente sustancias de la vida diaria, notamos muchas veces a simple vista que no
son puras, es decir, que están formadas por 'mezclas' de ingredientes distintos. Por ejemplo, si
observamos un potaje de verduras, podremos ver los ingredientes diferentes que la constituyen:
papas, piña. espinacas, zanahorias, . ... y algunos glóbulos de grasa, todo mezclado con el agua
utilizada para su cocido.
Examina las sustancias que se exponen en el material y clasifícalas:
MATERIAL:
Sólidos: Madera.
Líquidos: Agua de mar.
Granito
Agua y aceite.
Hierro y azufre
Vino.
Tiza.
Café.
Terrón de azúcar.
Leche.
Peladilla troceada.
Café con leche.
CUESTIONES
-
¿Se distinguen a simple vista partes diferentes en cada una de las muestras anteriores?
-
¿Qué criterio o criterios utilizarías para su clasificación dentro de cada grupo? Enuméralos y
justifícalos.
-
Clasifica los materiales de cada grupo, atendiendo al criterio o criterios establecidos en el
apartado anterior.
CLASIFICACIÓN DE SUSTANCIAS EN HOMOGÉNEAS Y HETEROGÉNEAS
Clasificar en sistemas homogéneos y heterogéneos las sustancias que a continuación se relacionan:
-
Potaje
-
Leche condensada.
-
Cuerpo humano.
-
Detergente sólido para lavadoras.
-
Humo de un cigarro.
-
Cemento
-
Espuma de afeitar
-
Yeso
-
Agua del grifo
-
Detergente líquido.
Grupo Blas Cabrera Felipe
DIFERENCIA ENTRE AGUA DESTILADA Y AGUA DE MAR
FUNDAMENTO
Una mezcla heterogénea se distingue con facilidad a menudo a simple vista o recurriendo a una lupa
o microscopio. Por el contrario, no es posible concluir que toda mezcla homogénea constituya una
sustancia pura. Por ejemplo, es difícil distinguir una muestra de agua destilada de otra de agua de
mar.
MATERIAL
3
Vaso de precipitados de 250 cm
Mechero Bunsen.
Muestras de agua destilada y agua de mar.
PROCEDIMIENTO
3
Tómense dos muestras de 150 cm cada una, de agua destilada y agua de mar. Viértanse en dos
vasos de precipitados -por separado- y caliéntense a ebullición.
CUESTIONES
-
¿Ha cambiado el sabor del agua destilada después de hervir? ¿Y el sabor del agua de mar?
-
Si has notado algún cambio en el sabor de alguna de las muestras, ¿a qué crees que es
debido?
-
¿Cuál crees que es la sustancia pura? ¿Por qué?
Grupo Blas Cabrera Felipe
SEPARACION DE LOS COMPONENTES DE UNA MEZCLA
FUNDAMENTO
Cuando se pretenden separar las sustancias que componen un sistema, se utilizan los métodos de
separación adecuados a éste. Frecuentemente son varios métodos los que se aplican sucesivamente
en una mezcla separativa.
MATERIAL
-
agua
-
arena
-
limaduras de hierro
-
sal común
-
serrín
-
zahorra o picón
-
cartón
-
colador
-
vaso precipitado 1/2 litro, 1/4 litro
-
soporte con aro, nuez, aro, pinza
-
embudo
-
papel de filtro
-
matraz
-
refrigerante
-
mechero
-
espátula
-
imán
-
cernidera o tamiz
Destilador antiguo
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DESALINIZACIÓN DE AGUA DE MAR
FUNDAMENTO
Las aguas muy salobres y el agua de mar contienen grandes proporciones de muy variadas sales en
su composición, pero es mayoritaria la sal común o cloruro de sodio (NaCl)
Un problema acuciante en la región canaria es la desalinización del agua para hacerla viable al
consumo; esto es aplicar procesos físicos en los cuales el agua pierde prácticamente todas las sales
en disolución. El conocido proceso destilación es energéticamente antieconómico.
La energía solar se podría aplicar en Canarias de forma mas o menos efectiva para la obtención de
agua dulce, dependiendo el sistema de transformación de lo usos a que vaya a destinarse el agua.
Los sistemas posibles en Canarias son:
-
-
Utilizando la energía solar
o
los alambiques solares
o
invernaderos de riego por lluvia
o
evaporación súbita por etapas
Utilizando la energía eólica
o
ósmosis inversa
o
comprensión de vapor
o
electrodiálisis
o
congelación
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXPERIENCIA 1
SEPARACIONES
MATERIAL
- 1 trozo de palo
- plastilina
- plástico transparente
- 2 tacos iguales de madera
- 1 plato grande
- agua salada
- 1 plato pequeño
DESCRIPCIÓN
AGUA
ARENA
LIMADURAS
SAL
SERRÍN
ZAHORRA
CARTÓN
Para separar estos componentes
aplicamos primero una flotación para que
el serrín y el cartón los podamos separar
con un colador. El resto se somete a una
filtración y en el filtrado, por una
destilación, se puede separar el agua y la
CARTÓN
sal.
Flotación
SERRÍN
Los sólidos se secan y se les somete a la
Filtración
acción de un imán con lo que se separan
las limaduras de hierro. El picón se
AGUA Y
SAL
separa de la arena con una cernidera o
ARENA,
LIMADURAS Y
PICÓN
un tamiz.
Destilación
Magnetismo
AGUA
LIMADURAS
SAL
Tamizado
PICÓN
CUESTIONES
- ¿Cómo explicar que los papeles, cartón y serrín se puedan separar por flotación?
ARENA
- ¿Qué tipo de sustancias pueden separarse con imanes?
- ¿Haz visto usar alguna vez un cribado o tamizado aunque no se llame así? Describe cuando y de
que se trata.
- ¿Porque el agua y la sal atraviesan el-papel de filtro? ¿Cuando se hace café, hay un filtrado?
Explica que sucede en este caso.
- ¿Cómo se puede hacer una destilación? ¿Porqué no se hizo una evaporación
BIBLIOGRAFÍA
- Averbuj, E. : "Naturalia 8°" Barcanova (1984).
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DESCRIPCIÓN
Tal como indica la figura llenar el
vaso pequeño de agua salada y
poner el palo fijado con plastilina a
modo de mástil de tienda.
Recubrir todo con el plástico, que
se sujeta debajo del plato grande,
el cual recoge el agua que escurre
por las paredes internas del
plástico.
EXPERIENCIA 2
MATERIAL
-
recipiente grande
-
agua salada
-
vaso
-
plástico transparente
-
piedra.
DESCRIPCION
Llenar el recipiente grande con
agua salada y colocarle en el
centro un vaso vacío y seco.
Recubrir la instalación con un
plástico transparente y
colocarle una piedra encima,
como indica la figura, para que
se curve el techo.
El agua potable gotea dentro
del vaso.
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXPERIENCIA 3
MATERIAL
-
Tablas de madera
-
Tubo plástico para desagües
-
Vidrio plano transparente
-
Silicona para sellar
-
Papel de aluminio o espejo
-
Tubo de goma
-
Aislante: serrín o papel de periódico
-
Botella vacía
-
Plástico negro
DESCRIPCION
Se construye primeramente el destilador solar de agua según se muestra en el esquema. Para ello se
2
necesita una caja rectangular de 1 m de superficie y unos 20 cm de profundidad y otra algo mayor
para que pueda contener a la primera y una capa de aislante (serrín o papel de periódico).
La altura del lado que contiene la superficie reflectante (papel de aluminio o un espejo) ha de ser tal,
que la tapa de vidrio quede situada con un ángulo aproximado de unos 45° . El fondo de la caja se
recubre con plástico negro para impermeabilizarlo. El canalón de agua destilada puede hacerse
cortando longitudinal mente por la mitad un tubo de plástico para desagües, cuidando que sea blanco
y que tenga una pequeña inclinación. Las tapas laterales de la caja pueden ser dos chapas de
madera y una vez colocado todo, es necesario sellar todas las uniones con silicona, dejando dos
orificios de entrada y salida de agua acoplados con tubos de goma.
Construido el aparato, se llena su fondo con agua salada y se coloca al sol. La radiación hará
evaporar el agua, que se condensará sobre la cara interior del vidrio, resbalando hasta el
canalón
donde se recoge y se extrae del aparato por medio de un tubo de goma, almacenándose en una
botella.
CUESTIONES
-
Determinar el tiempo que transcurre desde que el aparato se pone al s hasta que comienza a
salir de él, la primera gota de agua.
-
Una vez aparezca el agua destilada, calcular el caudal de destilación.
-
Explica el proceso de evaporación-condensación y estima qué pasaría si la profundidad de la
capa de agua en la caja fuera mayor.
-
¿Qué sucedería si en el lugar en que está situado el destilador solar comenzase a soplar el
viento?
-
Cómo influye sobre la desalinización la capa de gotas depositada sobre el vidrio?
-
¿Cómo se podría determinar que el agua que se destila está libre de sales?
-
¿Conoces aplicaciones de este sistema?
-
¿Cómo influye la transparencia del material?
-
¿Qué sucedería si el fondo de la caja fuese rugoso?
-
Realizar un trabajo bibliográfico de documentación de la serie de procesos que se pueden
aplicar en la desalinización Intentar mejorar alguno de los procesos por medio de plásticos de
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colores (azul, rojo, negro, etc.) e intentar calcular el porcentaje de mejora o detrimento.
Averiguar si influye la superficie del agua usando recipientes de agua a evaporar de distintas
áreas.
-
Describe como influirían variables como:
horas de sol al día, temperaturas máximas y mínimas, humedad relativa, dirección y
velocidad del viento, orientación del destilador, tensión superficial: gotas o película fina de
agua.
-
Estudia términos como: Energía solar/ Energía radiante (E= h·γ)
tipos y unidades / Reflexión y refracción / Equilibrio térmico: temperatura de equilibrio/ Calor /
Energía absorbida/ Absorción de cuerpos negros / Energía interna y temperatura / Efecto
invernadero.
-
Determina el rendimiento o eficacia y compara con un destilador eléctrico. Realizar un estudio
económico.
-
Escenificar o describir una historia de cómic en la que un grupo de náufragos obtiene agua
potable por alguno de los métodos descritos. Averiguar cuantos litros de agua se producen
por horas de sol en cualquiera de los métodos, y en consecuencia si podrían subsistir los
náufragos.
BIBLIOGRAFÍA
-
Elórtegui Escartín, N.; Fernández González, J. y Jarabo Friedrich, F.: "Energías renovables:
23 experiencias prácticas" Publicación del Centro de Cultura Popular Canaria. En prensa
(1985).
-
Ministerio de Obras Públicas (MOPU). Campaña Educativa sobre el agua. GUIA DIDÁCTICA:
ciclo superior de EGB. (1985).
-
González Hurtado, Juliana: "La obtención del agua destilada en los Centros de Enseñanza"
Nueva Rev. Ens. Medias Nuestra Aula, el laboratorio, n° 2, 23. (1983).
-
Jarabo Friedrich, F. y Fdez Glez, J.: "Energías alternativas renovables: ¿Un futuro para
Canarias?” Servicio Publicaciones de la Univ. La Laguna. (1983).
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ESQUEMA
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MEZCLAS
La mayoría de sustancias con las que
entramos en contacto diariamente son
mezclas. Basta recordar el agua potable,
trozo chocolate, vela, mantequilla, vino,
granito, residuos sólidos, etc.
Tratamiento de residuos sólidos
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Realizar una crítica comentada al cuadro-esquema siguiente:
HETEROGÉNEA
SUSTANCIA
MATERIAL
DISOLUCIÓN
HOMOGÉNEA
ELEMENTOS
CUERPO SIMPLE
QUÍMICOS
SUSTANCIA
PURA
1
CUERPO
COMPUESTO
SUSTANCIA HETEROGÉNEA
Las propiedades dependen de la porción elegida. Por ejemplo:
huevo, potaje, granito, tortilla..
SUSTANCIA HOMOGÉNEA
Las propiedades no dependen de la porción elegida, permanecen
constantes en todos los puntos de la sustancia. Por ejemplo: vino,
hielo, carbón, agua, ....
DISOLUCIÓN.
Sistema homogéneas cuyas propiedades dependen de las
cantidades relativas de sus componentes. Por ejemplo: agua de
mar, Coca-Cola, café.
SUSTANCIA PURA.
Sistema homogéneo, cuyas propiedades no dependen de las
cantidades relativas de sus componentes. Por ejemplo: agua,
oxígeno, mercurios.
Las sustancias puras pueden subdividirse en:
SIMPLES:
por estar constituidas por un solo elemento
químico. Se representan por el símbolo del
elemento. Por ejemplo: Hg, Ag, Au, U,
COMPUESTOS:
por estar formados por varios elementos
químicos. Se representan por medio de una
fórmula química. Por ejemplo: H2O, NaCI
MEZCLA
Unión de una serie de sustancias puras, tanto simples como
compuestas, que siguen conservando sus propiedades
individuales, pero que configuran un material homogéneo a
heterogéneo.
1
Suponemos que la sustancia pura se presenta en unas condiciones tales que sólo puede existir en
un estado de agregación y en una sola de sus fases (caso de poseer varias), en cuyo caso será
siempre homogénea.
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EXPERIENCIA
DECANTACION DE UNA MEZCLA DE AGUA Y ACEITE
FUNDAMENTACIÓN
En varias ocasiones hemos tenido que usar el aliño de una ensalada, que no es otra cosa que una
mezcla de vinagre y aceite, con un poco de sal disuelta. Si recuerdan antes de su uso se debe agitar
para lograr una mezcla porque el estar en reposo ha hecho que el agua, o disolución acuosa de
vinagre, se ha separado del aceite.
MATERIAL
-
agua o vinagre
-
aceite
-
recipiente transparente con tapa
PROCEDIMIENTO
Añadir en un frasco ( o botella plástica ) un tercio de agua y dos tercios de aceite (proporción de un
aliño), tápalo y agítalo varias veces. Dejar entonces en reposo.
CUESTIONES
- ¿Qué lugar ocupa el agua y cuál el aceite? ¿Quién supones que tiene mayor densidad?
- ¿Tarda más o menos tiempo en separarse según hayan sido el número de sacudidas y su
intensidad?
- Dispón de una lupa para observar las gotas ¿influye la agitación en el tamaño de gota?
- ¿Existe relación entre la agitación y el tiempo que tarda en decantarse?
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CROMATOGRAFÍA DE PAPEL
Separación de los componentes de una tinta o colorante
FUNDAMENTO
La mayoría de las sustancias, tal y como se presentan en la Naturaleza, son mezclas. Cuando estas
son líquidas, o se forman disoluciones, se pueden separar cualitativamente y reconocer su existencia
por cromatografía. Este método se basa en la diferente solubilidad de distintas sustancias en un
mismo disolvente, y por consiguiente diferente velocidad de difusión (diferente poder de retención) en
el soporte absorbente que se emplea.
Esta es una técnica de análisis cualitativo para iones inorgánicos y sustancias coloreadas de
productos naturales, usando un absorbente y un diluyente revelador.
MATERIAL
-
papel de filtro
-
eluyente revelador: agua, alcohol, etc.
-
muestra de productos naturales
-
vasos de precipitado de 1/2 litro y 1/4 litro
-
base soporte con nuez y pinza
-
pinza de madera o traba
DESCRIPCIÓN
Procedimiento sencillo:
Colocar un papel de filtro plano encima de un vaso de precipitado con
eluyente. Poner una gota de
muestra y 2 o 3 del eluyente sobre el papel de filtro.
Procedimiento normal:
Colocar la tira de papel sujeta por el tope y sumergida en la parte baja (sin tocar las paredes) en el
eluyente que asciende por el papel. Las gotas de muestra se colocan en la parte baja del papel y por
encima del eluyente revelador.
El papel así tratado y seco se denomina cromatograma. Cuando se trata de analizar por
cromatografía iones presentes en el suelo, se disuelve la muestra de suelo en ácido y luego se diluye.
Una vez que los iones se han extendido en el cromatograma a diferentes zonas (transportados por el
reactivo revelador), debido a su diferente velocidad de difusión (por fenómenos de absorción y
capilaridad), las distintas zonas-iones se reconocerán por los matices de color.
Así, por ejemplo, utilizando un sulfuro (Na2S, (NH4)2S, H2S, etc.) como eluyente o revelador, se puede
++
detectar Fe
++
en una muestra. Un par de gotas de la muestra con Fe
=
++
filtro se difunde. El eluyente o revelador de S al alcanzar el ión Fe
en el papel, debido al FeS
colocadas sobre el papel de
formará una mancha negruzca
Grupo Blas Cabrera Felipe
También se pueden separar los componentes de una tinta,
colorante natural o tinta de rotulador, por cromatografía de
papel. Para ello disponer una cubeta con agua como
eluyente revelador y colgar el papel de filtro ligeramente
inmerso en agua. En la parte inferior del papel marcar
puntos, con rotuladores de diferentes colores o colorantes
naturales, cuidando que estas marcas estén por encima del
nivel del agua.
Cuestiones
-
¿Qué sucede si se utiliza como soporte absorbente una tiza?
-
¿Qué pasa con los distintos colores? ¿son colores puros?
-
Diferencia de los colores resultantes en la cromatografía con los cados inicialmente.
-
¿Qué alcance le ves a la cromatografía para la detección de iones sustancias en cualquier
situación: alimentos, aguas consumo, aguas depuradas, etc.?
-
¿Conoces algún lugar que haga alusión a estos colorantes?
-
Habrás observado que la mayoría de las plantas de esta zona son de colores llamativos y de
fuerte olor. ¿Podrías relacionarlo con las condiciones extremas de medio? ¿y con la
polinización?
Bibliografía
-
Etopa, I.; Fernández, J.; Trujillo.' J.; -Villalobos, S. y Pérez Torres "AULA DE LA
NATURALEZA: guía del profesor". Madres del Agua (Granadilla). Itinerarios. Pte Publicación (1985).
-
Paraira, M. y Parejo, C.: "COU: Química Experimental". Viven Vives
-
González Martín C. y Calama Crego, M. M.: "Prácticas de Química'' S.M. (1980).
-
Salom Bonet, F. y Cantarino Aragón, M. H.: "Curso de prácticas de Biología General".
Grupo Blas Cabrera Felipe
ACTIVIDAD
RECONOCIMIENTO DE DISOLUCIONES HABITUALES
En nuestro entorno hay una gran cantidad de disoluciones, en las que tanto disolvente como solutos
pueden ser sólidos, líquidos o gases. Determinar cuáles de los siguientes materiales son disoluciones
y cuales no:
.café
. spay insecticida (flis)
. agua fuerte
. coca-cola
. gasolina
. agua con gas
. aire
. agua para lentillas
. alcohol
. humo
. líquido de batería de coche
. miel
. latón
. acetona
. helado
. cobre
. agua oxigenada
. esencia de limón
. bronce
. zumo
. amoniaco
. hierro
. sangre
. té
. savia vegetal
. leche
. caldo
En algunos de ellos está especificada la composición o bien, es fácil de encontrar. Con aquellos que
consideras disoluciones rellena el siguiente cuadro:
material
disolvente
solutos
composición
COMENTAR CUADRO TIPO DE DISOLUCIONES
SOLUTO
sólido
líquido
gas
DISOLVENTE
EJEMPLOS
sólido
chocolate sólido (cacao, harinas), aleaciones metálicas.
líquido
líquido agua y azúcar, agua de mar, vino
gas
humo, siroco, polvo
sólido
amalgamas de Hg, petróleo en nafta
líquido
vino-agua, vino, cuba-libre.
gas
nubes, rocío, escarcha, aire húmedo
sólido
goma-espuma, corcho blanco
líquido
gaseosas, amoniaco en agua
gas
aire, butano (mercaptanos)
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXPERIENCIA
SEPARAR LA SAL DE UNA ARENA DE PLAYA SECA
FUNDAMENTACIÓN
En la Naturaleza las sustancias no se presentan puras, precisando el hombre conocer técnicas físicas
para purificar los productos natura les. Aunque la sal común se suele obtener a partir del agua de
mar, puede tener interés su obtención a partir de la arena marina, pues en la operación tendremos
ocasión de aplicar varias técnicas físicas para obtener la sal.
MATERIAL
-
arena de mar
-
embudo
-
papel de filtro
-
erlenmeyer o kitasato
-
vaso de precipitado
-
agua destilada
-
varilla, base soporte y aro
-
nuez y rejilla metálica
-
mechero
-
balanza granatario
DESCRIPCIÓN
Determinar en una balanza una masa de 100 g de arena seca. Ponerla en un filtro de papel, dentro de
un embudo, que descansa en un aro de forma que el desagüe quede sobre el erlenmeyer o kitasato.
3
Medir 100 cm de agua destilada y añadirla muy lentamente sobre la arena. Esperar a que la arena
deje de escurrir con esta agua de lavado repite la operación varias veces. Finalmente, el agua de los
sucesivos lavados se lleva a un vaso de precipitado, previamente pesado y se calienta a sequedad
(puede dejarle que se evapore lentamente), determinando así la masa de sal para una mera pesada y
calculando la diferencia.
CUESTIONES
Haz un esquema de las diferentes operaciones realizadas par separar la sal, de la arena.
- En la operación ¿qué % de agua queda retenida en la arena?
3
3
3
cm de agua añadida... cm agua recogida... cm de agua retenida ...
- ¿Qué porcentaje en peso tiene la arena seca en sal?
. masa de arena... masa de sal obtenida... % de sal...
- ¿Cómo comprobarías si en la arena sigue quedando sal?
- Separada la sal y la arena ¿Qué harías para obtener la primitiva arena de mar?
- ¿Qué se puede hacer para purificar la sal obtenida?
- Acerca un imán a la arena antes y después de realizar la experiencia y describe el fenómeno.
Grupo Blas Cabrera Felipe
DESTILACIÓN DE UN VINO TINTO O AGUA DE MAR
FUNDAMENTO
La destilación es un proceso físico de separación muy ensayado en la industria química. Los
componentes de una mezcla se pueden separar por destilación, sin reacción química alguna cuando
son líquidos y su punto de ebullición es diferente. Tanto más completa es la separación cuanto mayor
sea la diferencia de las sustancias componentes.
MATERIAL
-
2 base soporte con pinza
-
aro, 2 nueces
-
mechero
-
matraz con tubuladura
-
termómetro 0-300°C
-
2 tapones de goma
horadados
-
1 refrigerante
-
mangueras de goma
-
tubo acodado para recogida
de destilados
3
-
2 probetas de 50 cm
-
material poroso (jable,picón)
DESCRIPCIÓN
3
Colocar unos 200 cm de la mezcla a separar en el matraz (vino tinto, agua de mar) y realizar el
montaje esquematizado en la figura. Cuando se llegue al punto de ebullición del componente más
volátil, la temperatura se estabiliza durante un tiempo, mientras termina de pasar este componente al
estado gaseoso que luego al circular por el refrigerante se condensa y se puede recoger el
componente prácticamente puro.
Tan pronto la temperatura inicie un nuevo ascenso cambiar la probeta porque se va a producir la
misma situación con otro nuevo componente de punto de ebullición más alto.
De esta forma podemos separar y recoger toda una serie de compuestos de puntos de ebullición
sucesivamente más elevados.
En el matraz queda un residuo de destilado de componentes sólidos e impurezas de los líquidos
destilados.
CUESTIONES
-
Construye la gráfica de la temperatura frente al tiempo. Interprétala.
Grupo Blas Cabrera Felipe
-
¿De qué color es el primer destilado de vino tinto? ¿Qué compuesto será? Determinar color,
olor, sabor y punto de ebullición aproximado (consultando con el de la bibliografía y explica
las diferencia
-
¿El vino tinto da algún destilado de color? ¿De-qué está compuesto fundamentalmente?
¿Qué contendrán los residuos del matraz?
-
¿El vino tiene agua? ¿A qué temperatura hierve ésta?
-
En el agua de mar ¿Cuál es el punto de ebullición? ¿A qué es debido este resultado? ¿De
qué son los residuos? El agua destilada es salada, ¿por qué?
-
¿ Qué tiene de parecido y de diferente este proceso con el seguido en las salinas?
BIBLIOGRAFÍA
- Rguez de Armas,F. y Merino, J.J.: Seminario de Ciencias Experimentales. Centro de Enseñanza
Integradas. La Laguna (1985)
- Pérez Torres, J. y Moreno Jiménez, T. Seminario FyQ I.B.Granadilla (1984)
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXPERIENCIA
DESCOMPOSICION DEL OXIDO DE MERCURIO (II)
FUNDAMENTACIÓN
¿Qué pasa con las sustancias puras? ¿Aún pueden ser divididas?
Hay sustancias puras que son compuestos, formados por la unión de elementos. Con métodos
adecuados los compuestos se pueden descomponer en los elementos que los formen.
En el caso de los polvos rojos de oxido de mercurio al suministrarle energía se descompone.
MATERIAL
-
mechero
- tubos de ensayo
-
pinza de madera
- polvos rojos de oxido de mercurio
-
algodón
PROCEDIMIENTO
Colocar los polvos suministrados en el interior de un tubo de ensayo y sujetarlo con una pinza de
madera por su boca para calentarlo al fuego de 5 a 10 minutos.
CUESTIONES
- ¿Qué ha sucedido en las paredes del tubo':
- ¿Qué sustancias aparecen? ¿Son peligrosos los
vapores de mercurio?
- El polvillo rojo ¿era un elemento o un compuesto?
¿por qué?
- En que se ha empleado la energía suministrada?
- ¿Qué queda en el tubo y que sale? ¿como lo
averiguas?
- Escribe los nombres de los reactivos y productos.
OBSERVACIÓN
Esta reacción redox aunque muy espectacular es también muy peligrosa (por los posibles vapores de
mercurio) y dado que resulta difícil controlar a todos los grupos de trabajo se podría hacer a nivel de
"experiencia de cátedra", en cuyo caso se podrá recoger el oxígeno en una bureta de gases y
comprobar su naturaleza.
Grupo Blas Cabrera Felipe
Sugerencias al profesor
Algo sobre la descomposición del óxido de mercurio.
-
Es MUY IMPORTANTE que la experimente previamente el profesor.
-
No debe decírsele al alumno cual es el producto.
-
Poner poco óxido de mercurio, ya que es muy caro y, además, tardaría en descomponerlo
3
totalmente (0,2 cm aprox.).
-
La lana de vidrio (o similar) se utiliza para que no salgan los vapores mercurio que ¡SON
TÓXICOS!, y se condense en el tubo.
-
El mechero debe ser bunsen y debe ponerse al máximo para que se produzca la reacción.
Con otros óxidos metálicos se necesita más todavía y esa es la razón por la que utilizamos
óxido de mercurio.
-
Al principio se pone negro y los chicos-as creen que ya se ha producido reacción. Entonces
se les puede indicar que lo retiren de la llama y vuelve ve a ponerse rojo, lo que da pie a
explicar la diferencia entre un fenómeno físico y fenómeno químico.
-
Aunque se note el "empañamiento del tubo" (debido a finas gotitas de Hg) deben seguir
calentando hasta que no quede nada del polvillo rojo, para que no quede la menor duda de
que se ha descompuesto.
-
Como la aparición de bolitas de mercurio es evidente, es claro que puede razonar que el
"polvo rojo" era un compuesto de mercurio. Para ver que también tenía oxígeno se puede
poner una astilla al rojo a al salida del tubo durante la reacción y ver como se aviva, aunque
no siempre sale bien. Entonces se "descubre" que el polvo rojo era OXIDO DE MERCURIO
(Hg0).
2 Hg0 + calor à 2 Hg + 02↑
El calor que le suministramos es el que necesita para romper el enlace.
-
Finalmente, pueden sacar las bolitas invirtiendo el tubo y golpeándolo suavemente sobre la
mesa. CUIDADO CON LOS ANILLOS DE ORO, PLATA, ETC.. ya que el mercurio se
amalgama con ellos (recoger y guardar el Hg).
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXPERIENCIA
ELECTRÓLISIS DEL CLORURO DE COBRE (II)
FUNDAMENTO
La electricidad es una de las causas de procesos de descomposición de muchas sustancias,
mediante un proceso denominado electrólisis. Aparecen de esta forma, y como resultado del proceso,
una serie de depósitos que son el fundamento de las galvanizados, baños de metales, etc.
MATERIAL
3
-
Fuente de alimentación de 6 V o 12 V
-
vaso precipitados 250 cm
-
Juego de electrodos de grafito
-
agitador
-
Cables conexión
-
cloruro de cobre (II)
-
2 pinzas cocodrilo
-
2 pinzas, nueces y soporte
-
2 tubos de ensayo
PROCEDIMIENTO
Preparar una disolución de cloruro de cobre (II) y
colocarla en el vaso de precipitado. Introducir en
el vaso los dos electrodos de carbono pero ahora
introducidos en un tubo de ensayo invertido, que,
también se llena con la disolución.
Conectar la batería y dejar que pase la corriente
durante varios minutos.
CUESTIONES
- ¿Por qué ha sido necesario. poner en el ánodo el tubo invertido y lleno de disolución?
- ¿De qué propiedades se caracteriza el gas producido?
- Del gas desprendido en el ánodo se dice que tiene olor a "piscina” ¿sabes por qué? ¿quién huele a
quién? ¿para qué se usa el gas?
.- ¿Qué se ha depositado en el otro electrodo, el cátodo? ¿Qué color tiene?
- ¿Qué hacer para comprobar que hay un depósito en el cátodo?
- Busca en algún texto las reacciones que se han producido en los electrodos.
- Si hubieses usado una disolución de CuBr2 ¿qué gas se obtendría?
- Diseña una experiencia en que la disolución a electrolizar sea de ácido clorhídrico concentrado.
¿Qué gases se producen ahora? ¿qué resulta en el ánodo? ¿y en el cátodo?
Grupo Blas Cabrera Felipe
Los elementos son, los productos básicos de
Los antiguos griegos pensaban que había sólo
y que todas las cosas estaban hechas de esos
que están compuestas todas las sustancias. Y
cuatro elementos: tierra, aire, agua y fuego
cuatro elementos
Más tarde, en la Edad Media, unas personas
composición de las distintas sustancias.
denominadas alquimistas pensaban que podían
Pensaron que el azufre, el mercurio y la sal
transformar los metales normales en oro con
eran los únicos tres elementos y escribieron
una sustancia llamada Piedra Filosofal. En sus
"recetas" para la Piedra utilizando símbolos
intentos para obtener la Piedra descubrieron
para los elementos y metales, como se
mucho sobre
muestra en el dibujo.
hay sólo unos cien elementos. Y todos los
millones de sustancias existentes en la Tierra
están hechas con distintas combinaciones de
elementos.
Una sustancia hecha por la combinación de
varios elementos se denomina compuesto.
Por ejemplo, el agua es un compuesto; en el
Algunos elementos son sustancias muy
experimento de la página anterior la dividiste
conocidas, como el oro, la plata, el oxígeno y el
en hidrógeno y oxígeno, que son los
carbono. Otros son productos rarísimos que
elementos que la componen.
casi nunca se ven.
la
Casi todas las sustancias de este dibujo,
oxígeno, carbono, nitrógeno, hidrógeno, calcio
Los químicos todavía usan símbolos para los
Los compuestos se representan por los
incluyendo el cuerpo humano, están formadas y fósforo.
elementos. Suelen ser la primera o primeras
símbolos de los elementos que contienen. Por
por compuestos de sólo seis elementos; la
El pelo, la piel, los músculos, la lana y las
letras del nombre del elemento. Todos los
ello el agua es
mayor parte de las sustancias del cuerpo
pieles están formadas de sólo cuatro
químicos del mundo usan los mismos signos.
H2O. El dibujo muestra que hay dos átomos de
humano están hechas por diferentes
elementos: oxígeno, hidrógeno, carbono y
combinaciones de los elementos
nitrógeno.
hidrógeno en cada molécula de agua.
Grupo Blas Cabrera Felipe
DISTRIBUCIÓN DE LOS ELEMENTOS
Los elementos pueden dividirse en dos grupos: los metales, como el
oro, el hierro y el estaño, y los no metales, como el hidrógeno, el
oxígeno y el azufre. Los elementos metálicos comparten ciertas
características. Pueden ser pulimentados para que brillen, conducen la
electricidad (es decir, que la electricidad puede fluir por ellos) y son
buenos conductores del calor. Estas cualidades les hacen útiles para
muchos propósitos, como muestran estos dibujos.
Las superficies brillantes de los
espejos están hechas de una fina
capa de plata en la parte trasera del
cristal
Los radiadores y las sartenes necesitan conducir el calor , por lo que
Los cables que conducen la
están hechas de metal.
electricidad suelen estar hechos de
cobre cubierto de plástico, que no
conduce la electricidad.
Grupo Blas Cabrera Felipe
Las sustancias se componen de partículas
Toda la materia, por muy pequeña que sea la
porción a la que lleguemos, o a la pureza con que
esta se encuentre, como es el caso de los
elementos químicos, se encuentra constituida por
partículas más pequeñas a las que no podemos
llegar con nuestros sentidos. Son los átomos.
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXPERIENCIA
La caja negra
Ver un mundo en un grano de arena .......
FUNDAMENTO
William Blake
¿ Que somos ? La respuesta más simple a esta pregunta es que somos
materia. Pero, ¿qué es la materia ? y ¿cómo empezó a
existir ? Es tal el maravilloso abanico de formas, colores
densidades y texturas de las cosas materiales, que puede
parecer una tarea inútil intentar comprender la naturaleza
de la materia. Sin embargo, hace dos milenios y medio los
griegos sentaron las bases para comprender mejor la
naturaleza de la materia. Desde ese momento, los
hombres de ciencia continúan buscando generación tras
generación soluciones a los misterios del gran libro de la
naturaleza. A pesar del gran número de volúmenes leídos
e interpretados, tenemos conciencia de estar lejos de
haber alcanzado una solución completa, si en realidad
existe. El hombre de Ciencia. debe encontrar la solución él
mismo, porque no puede, como suelen hacer ciertos
lectores impacientes, saltar hacia la última pagina del libro.
Para tener tan sólo una solución parcial, debe reunir los
desordenados datos disponibles y hacerlos comprensibles
y coherentes por medio del pensamiento creador. Por
ejemplo, ni con el más potente microscopio se pueden ver
las partículas que constituyen las sustancias, sin embargo,
los científicos, observando sus propiedades y estudiando
su comportamiento en determinadas situaciones, han
establecido 'modelos' que son válidos mientras nuestras
observaciones no obliguen a abandonarlos.
MATERIAL:
-
Caja grande de cerillas envuelta en papel negra.
- Balanza.
-
Imán.
- Aguja de hacer punto.
PROCEDIMIENTO
Cada equipo de la clase va a recibir una caja grande de cerillas envuelta en papel negro. En el interior
de esta caja misteriosa se ha colocado 'un objeto’ que puede estar repetido en otro equipo. La caja no
se puede abrir ni mirar en su interior. Mediante tus observaciones y utilizando los instrumentos
disponibles, tienes que averiguar la que hay en el interior de la caja. El modelo que establezcas debes
argumentarlo con tus observaciones.
Nota para el profesor:
Se recomiendan los siguientes objetos:
Una chapa de refresca. Un tapón de corcho. Un boliche de cristal. Una bola de acero. Una moneda.
Un clavo grande. Una pila.
Grupo Blas Cabrera Felipe
ACTIVIDAD
SIMULACIÓN DEL EXPERIMENTO DE RUTHERFORD
Imaginemos que tenemos un pajero lleno, es decir, una habitación llena de paja, y dispersos entre
todo el volumen de heno se encuentran 3 o 4 boliches de acero. Una de las paredes del pajero es de
yeso y del lado opuesto tiene la puerta, desde ésta disparamos con una escopeta de balines.
Los boliches representan los núcleos de varios átomos juntos y la paja simboliza a la corteza atómica,
siendo el pajero el material constituido de pocos átomos.
Si disparamos unos mil balines desde la puerta, desde todas las posiciones, procurando darle a la
trayectoria un sentido horizontal, y más tarde revisamos (una vez quitado la paja) la pared del fondo:
¿Cuántos balines piensas que tropiezan con los boliches de acero?
¿Qué proporción de disparos pueden ser desviados por rozar los boliches?
¿Será muy grande la proporción de disparos que atraviesan el heno directamente?.
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PARTÍCULAS DEL ATOMO
PROTONES
Carga + y de la misma magnitud que los electrones. Partículas
elementales de masa considerable.
Situadas en el núcleo
ELECTRONES
Carga - y de la misma magnitud que los protones Prácticamente
tienen una masa despreciable.
Se encuentran en la corteza atómica
NEUTRONES
No poseen carga
Masa igual que los protones
Están situados en el núcleo
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ACTIVIDAD
Esquemas de modelos
Durante muchos años los hombres se han preguntado si es posible dividir la
materia hasta el infinito.
La primera teoría que habla de discontinuidad de la materia y que postula que
la
materia
está
formada
por
gran
número
de
partículas
individuales
denominadas átomos, se remonta a la época clásica con la teoría filosófica de
Leucipo y Demócrito (460-370 a J. C.).
En ningún momento hubo intento serio por relacionar esta teoría con
observaciones de fenómenos naturales. Parece sorprendente que los grandes
pensadores
griegos
no
buscasen
una
explicación
experimental
a
sus
abstracciones, pero ellos partían de que todo conocimiento debe adquirirse por
medio de la pura especulación y de que el experimento además de ser
innecesario podía llegar incluso a ser poco digno.
El comienzo de la experimentación científica sobre la estructura atómica se
comienza a ver en las obras de los filósofos naturales del Renacimiento. la obra
del químico inglés John Dalton es la primera que presenta una discusión
detallada de la estructura atómica en términos modernos.
A partir de esta teoría y teniendo en cuenta el desarrollo científico que se ha
venido produciendo, vamos a introducirnos en el estudio de la estructura
atómico-molecular de la materia.
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Tamaño del átomo
La magnitud de un átomo resulta tan pequeño
que en las cosas que nos rodean es imposible
hacer una comparación.
Las dimensiones relativas del núcleo y de la
corteza son muy diferentes y la comparación se
podría hacer entre la cabeza de un alfiler y una
catedral.
Las dimensiones relativas son tan espectaculares
que si imaginamos que el núcleo tiene un radio de
1 metro entonces el radio equivalente a la corteza
sería de 100.000 metros.
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ACTIVIDAD
EL ULTIMO NIVEL - ORBITA DE ELECTRONES
Estudia y critica el planteamiento.
ESTRUCTURA ATOMICA
protones: carga ⊕
Núcleo:
Zona enormemente pequeña. Se encuentra la
(masa neutrón = masa protón)
mayor parte del átomo y toda la carga positiva de
neutrones: sin carga
éste.
Corteza:
electrones: carga y
Zona que ocupa la mayor parte del átomo, de
masa despreciable y alberga toda la carga
negativa.
Los electrones se encuentran girando alrededor del núcleo describiendo órbitas de todo tipo.
El átomo es neutro
carga ⊕ = carga y
nº protones = nº electrones
En el núcleo hay tantos protones como
electrones existen en la corteza atómica.
Los electrones están distribuidos en la corteza de forma ordenada en "órbitas" o "capas electrónicas"
que posee cada una de ellas una energía determinada.
órbitas
"nivel de energía"'.
nivel de energía
Las órbitas más pequeñas, que son también las más cercanas al núcleo son también las de nivel de
energía más bajo, y las más exteriores (y grandes) son las más energéticas.
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La distribución de electrones de la corteza atómica en órbitas o niveles de energía la vamos a regir
por dos reglas (válidas para los elementos objeto de estudio en este grado).
El nº máximo de electrones que cabe en cada órbita nivel de energía viene dado por:
2n
2
nº de orden de la órbita
2
à 2 electrones
2
à 8 electrones
2
à 18 electrones
n = 1 1ª órbita o nivel è 2.1
n = 2 2ª órbita o nivel è 2.2
n = 3 3ª órbita o nivel è 2.3
è En la última órbita de cualquier elemento no puede tener más de ocho electrones.
Se suelen usar dos indicadores de un átomo.
- el nº atómico Z que representa al nº de electrones
Xz
A
(dada la neutralidad eléctrica del átomo también representa el nº de protones)
- el nº másico A que representa la cantidad de neutrones y protones del núcleo.
(representa la masa del núcleo que prácticamente es la masa del átomo)
Z+n=A
nº neutrones
nº protones = nº electrones
nº másico - masa del átomo
Todas las propiedades químicas de
elementos dependen de los electrones; sobre
todo, de los electrones de la última órbita, ,
Z+n=A
Elementos químicos del mismo nº de electrones
exteriores tienen propiedades químicas similares
Todos los elementos de igual masa poseen
propiedades físicas análogas (iguales).
Las propiedades físicas dependen de la masa de
los átomos
Propiedades físicas
Propiedades químicas
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Ejemplos:
Al1327
17
Cl
35
13 electrones.
1ª órbita o nivel à 2 electrones
13 protones
2ª órbita o nivel à 8 electrones
14 neutrones
3ª órbita o nivel à 3 electrones
17 electrones.
1ª órbita o nivel à 2 electrones
17 protones
2ª órbita o nivel à 8 electrones
18 neutrones
3ª órbita o nivel à 7 electrones
ISOTOPOS
"del mismo lugar"
Igual Z
Distinto N
Distinto A
6
14
Ejem.: C
6
12
C
N+Z =A
Diferente nº de neutrones
Mismo nº atómico
Diferente nº másico
Diferente masa
Propiedades
químicas
Propiedades
físicas
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ACTIVIDAD
LOS ATOMOS SE UNEN PARA FORMAR MOLÉCULAS
Cuentan que Diógenes, un famoso filósofo griego,
solía pasearse por el ágora con un farol encendido,
y observando con curiosidad a la gente. Cuando le
preguntaban que hacia de esa guisa, respondía
indefectiblemente:
"Voy
buscando
hombre
honrado"
No se sabe a ciencia cierta si Diógenes consiguió
su propósito. Pero si su empeño hubiera sido
encontrar un átomo aislado apostaríamos por su
fracaso.
Y es que, aunque la materia está formada por átomos, rarísima vez se presentan los átomos aislados.
Tan sólo, como excepción, en los gases nobles, a los que algunos químicos, no sin razón, llaman
también "gases raros".
Los átomos, como tales, casi no existen. Su tendencia a estabilizarse, es decir, a conseguir ocho
electrones en la última capa (o dos, en los átomos más sencillos) es tan grande que buscan la unión
otros para conseguirlo, aún a costa de su existencia individual. Estas uniones se llaman "enlaces" y
traen como consecuencia la formación de moléculas.
Hay tres clases de enlaces químicos: iónico, covalente y metálico. Su estudio es de gran interés
porque, como veremos, muchas propiedades de la materia dependen de las características de los
enlaces que forman sus moléculas.
Enlace químico
Neutro
Neutro
Compuesto
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ESTADOS DE AGREGACIÓN
Y CONSTITUCIÓN DE LA MATERIA
José Fernández González
Francisco Rodríguez de Armas
Nicolás Elórtegui Escartín
Juan Pérez Torres
EXPERIENCIAS
ALTERNATIVAS
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SEPARACION DE UNA MEZCLA DE AZUFRE, AZUCAR Y LIMADURAS
FUNDAMENTO
Toda mezcla puede llegar a tener su forma específica de separación de los componentes, en unos
casos puede ser aplicar un proceso sencillo y en otros una propiedad física de algunos de los
componentes.
MATERIAL
- polvos de azufre
- vidrio reloj
- azúcar (sacarosa)
- mechero
- limaduras de hierro
- soporte con rejilla
- papel filtro
- cápsula porcelana
- espátula
- imán
DESCRIPCIÓN
Preparar una mezcla arbitraria de azúcar, azufre y limaduras. Una vez bien mezclados y colocados
sobre el vidrio reloj acercarle el imán por toda la superficie de la mezcla esparcida. Una vez separado
el hierro por atracción magnética, se vierte el resto en un vaso de precipitado con agua destilada.
Dada la insolubilidad del azufre en agua y su densidad, éste se puede separar por flotación,
recogiéndolo sobre la superficie con una espátula y colocándolo sobre el papel de filtro para secarlo.
El azúcar disuelta en agua forma una disolución dulce y se puede separar por una evaporación del
agua hasta sequedad. Cuando esté muy concentrada la disolución, antes de perderse toda el agua,
conviene pasar a una cápsula de porcelana para realizar la evaporación del agua final.
CUESTIONES
-
¿Crees que se vuelven a recuperar las sustancias mezcladas en un 100% Si pesas los
materiales mezclados al principio y al final puedes apreciar el % de pérdidas (por
imprecisiones del operador y del método)
-
¿Cambia la situación si cambias el orden de aplicación de los procesos de separación?
-
¿Cómo mejorarías la separación?
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DESTILACIÓN FRACCIONADA DE UN CRUDO PETROLÍFERO
Desde que en 1859 se perforó el primer pozo de petróleo, su consumo ha crecido desorbitadamente,
llegando a ser el motor actual de la sociedad industrializada. Tan importante cuestión invade el ámbito
entero de la sociedad humana, afectando, tanto a la vida de cada familia como a la política mundial, a
la economía internacional y a la estrategia de un desarrollo nacional.
Las fracciones más conocidas son las gasolinas, queroseno, gas-oil, aceite lubricante, parafinas, etc.
Para eliminar los constituyentes indeseables de cada fracción se emplea la purificación química, así
como la destilación, y se usan también aditivos para mejorar las características de lubricantes o
combustibles. Los residuos asfálticos se usan en carreteras y techos.
MATERIAL
- Matraz destilación con tabuladura
- Material poroso: jable o picón
- Refrigerante
- Termómetro hasta 300º C y tapón perforado
- 2 probetas 25 ml
- mechero
- vaso precipitado de 1/4 l para baño agua
- 4 tubos de ensayo grande
- balanza
- Base soporte, aro, nueces, pinzas
- alcohol o tetracloruro de carbono
- agua destilada
- Muestra de crudo petrolífero
DESCRIPCION
Colocar en el interior del matraz 100 ml de crudo con un trozo de piedra porosa (picón, zahorra, plato
poroso, etc.). Cerrar la boca con el tapón dotado de un termómetro. Adaptar en la tubuladura el
refrigerante. Recoger los por intervalos de temperaturas : hasta 90ºC, de 90ºC a 150ºC, de 150ºC a
230ºC y de 230ºC a 300°C en diferentes tubos de ensayo sumergidos en un baño de agua fría.
Hasta 90°C
90-150°C
150-230°C
230-300°C
Masa probeta 25 cm 3
Masa probeta con destilados
Volumen destilados
Densidad
Solubilidad en agua
Solubilidad en alcohol
Combustión de 3 gotas con un fósforo
CUESTIONES
- Explica de lo que ha sucedido. Extrapola esta situación al caso de funcionamiento de un refinería.
- ¿Cuales de estos productos se le parecen a los comercializados?
- ¿Qué te dicen las diferentes derivados de las fracciones?
- Compara el comportamiento de solubilidad de cada fracción
- Al tomar 3 gotas de destilado ¿que fracción no arde con un cerilla encendida?
- Calcula los % en masa y volumen de cada fracción.
Bibliografía: Pérez Torres, J. y Moreno Jiménez, T. "Prácticas Laboratorio, seminario de Física y
Química del I.B. Granadilla. (1984).
Grupo Blas Cabrera Felipe
CRISTALIZACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN DE SULFATO CUPRICO
FUNDAMENTO
Generalmente la solubilidad de las sales aumenta con la temperatura.. En consecuencia si
preparamos una disolución saturada en caliente y la dejamos enfriar, una parte del sólido disuelto
debe depositarse en el fondo en forma de cristales.
De esta técnica se hace uso frecuentemente para la obtención de sustancias puras, puesto que las
pequeñas cantidades de impurezas que pudieran acompañar a la sustancia primitiva es de esperar
que no cristalizan sino que permanezcan disueltas en el líquido (“aguas madres" que se desechan),
por no haberse alcanzado su saturación.
MATERIAL
- Mortero con pistilo
- base soporte, nuez, aro
- probeta
- embudo
- vaso de precipitados
- papel de filtro
- trípode
- cristalizador
- rejilla
- agitador
- mechero
- sulfato cúprico
DESCRIPCIÓN
Pulverícese en un mortero unos cristales de sulfato cúprico (unos 50 g) y mézclense en un vaso de
3
precipitados con unos 100cm de agua. Caliéntese hasta unos 80°C, agitando continuamente. Fíltrese
en caliente sobre el cristalizador y sepárese el líquido filtrado.
Dejar enfriar y reposar en el cristalizador durante varias horas o días. Recuperar entonces los
cristales obtenidos y secarlos. La disolución restante se concentra por evaporación y se repite el
proceso con una nueva cristalización.
CUESTIONES
-
¿Qué observas en el papel de filtro después del filtrado? Explícalo
-
¿Para qué se filtra la disolución saturada caliente de sulfato cúprico
-
¿Qué contienen las aguas madres, o sea los líquidos finales que se desprecian? ¿Puede
interesar la separación de las aguas madres?
-
¿Qué sucederá si metes las aquas madres en un frigorífico?
-
¿Podría servir el proceso para otras sales?
BIBLIOGRAFÍA
Prats, Felix y del Amo, Yolanda: "Física y Química” 2º BUP. AKAL (1983)
Grupo Blas Cabrera Felipe
EL JARDÍN DEL QUÍMICO
FUNDAMENTO
Aprovechando la disolución de distintas sustancias se puede lograr que, debido al aumento de
concentración de varias sales se llegue a la saturación de muchas de ellas, y que éstas comiencen a
cristalizar de forma caprichosa, pudiéndose tener un espectáculo de colores tal como un jardín.
MATERIAL
- vasija grande de cristal transparente (pecera)_
- 1litro de silicato de sodio
- 4 litros de agua destilada
- cristales de CuCl2
- FeCI3 (marrón)
- CuSO4 (azul)
- NiSO4 (verde)
- Cu(NO3)2
- CoCl3
- Pb(NO3)2
- Co(NO3)2
- MnSO4
- MnCl4
- Al2(S04)3
- alúmina
- Fe2(S04)3
- palo de madera (agitador)
- arena blanca de playa
- manguera de goma
- recipiente
DESCRIPCIÓN
Añadir al recipiente el silicato de sodio y el agua destilada en proporciones de 1/3 y agitar bien.
Echarle la arena blanca y fina en el fondo y colocarlo en sitio fijo.
Tirar dentro del recipiente de forma aleatoria los cristales de sales metálicas. Con el tiempo
aparecerán columnas, surgiendo del fondo de diversos colores (parecen hierbas, algas, musgos o
corales) según cuales sean las sales, que aparenta un jardín.
Después de un día extrae todas las "aguas madres" con una manguera (haciendo vacío y colocando
un recipiente a una altura más baja) y añádele agua del grifo con bastante sal común en disolución y
con cuidado para que no se rompan los cristales.
CUESTIONES
-
¿Cuál es el fundamento de la aparición de tantos cristales variados si la cantidad de agua es
grande?
-
¿Por qué al cambiar el agua la nueva lleva sal común en disolución?
-
¿Por qué no se disuelven los cristales?
BIBLIOGRAFÍA
- Averbuj, E.: "Somos científicos ... un jardín químico". Individual, 26. (1981)
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXTRACCIÓN DE COLORANTES
FUNDAMENTACIÓN
Las flores de colores nítidos (jara de rosa intenso; alhelí; violeta del Teide; tajinaste rojo; geranios,
violetas, rosas) o las plantas de tonalidades acusadas (coles rojas, beterradas, o los frutos de estas)
tienen en su constitución una serie de colores mezclados, que pueden extraerse en un disolvente
adecuado, por molienda y maceración de la planta o flor, y ser separados de cualquier producto
natural.
MATERIAL
- Flores o plantas coloreadas
- Refrigerante
- Mortero con pistilo
- Matraz
- Frasco de 1/4 litro
- Vaso precipitado de 1/4 litro
- Mechero
- Trípode, soporte, aro, nuez, rejilla, pinza
- Embudo
- Papel de filtro
- Embudo decantación
- Disolventes: éter petróleo, acetona, alcohol, Cl4C
DESCRIPCIÓN
Tomando muestras de flores o plantas coloreadas, estas se machacan en un mortero, y luego se
puede:
a) Añadir un disolvente adecuado (éter, acetona,, benceno, agua etc.) y formar una mezcla
homogénea por agitación. Si es necesario calentar un poco suavemente en un vaso de precipitado
hasta que disolvente muestre una buena coloración. Se enfría y filtra, recogiéndose en un frasco,
cerrado herméticamente para evitar la evaporación del disolvente.
b) Hacer un paquete de papel de filtro con el material molido y luego
colocarlo en un matraz suspendido del fondo, en el que se coloca el
disolvente. Colocando un refrigerante sobre el matraz se puede calentar
este a reflujo durante una hora.
Para realizar la extracción del colorante se coloca un volumen del
extracto, preparado anteriormente,
en un embudo de decantación junto con un disolvente diferente al
utilizado y no miscible. Se agita vigorosamente y luego se deja reposar.
El colorante queda decantado en una fase líquida que se separa.
CUESTIONES
-
Realiza una cromatografía de papel con el extracto resultante.
-
Con el extracto de colorantes de flores se puede estudiar su comportamiento como indicador
frente a sustancias ácido-base.
Grupo Blas Cabrera Felipe
-
Añadir unas gotas de colorante en un poco de agua y añadir disoluciones diluidas de ácidos
y bases, anotando los resultados en comparación con la actuación comparativa de los
indicadores-colorantes más conocidos.
-
Imprime un pedazo de papel de filtro con el colorante y úsalo como papel indicador.
¿Puede servir esta técnica para la extracción de colorantes naturales?
-
¿Cómo se puede preparar un perfume o una bebida de productos naturales?
-
¿En qué consiste una infusión? Cita alguna de las preparadas en tu casa con fines
medicinales.
-
La orchilla y la cochinilla han jugado un papel importante en la economía de Canarias
¿porqué? ¿en qué época histórica?
-
La cochinilla ¿en qué planta se da y que repercusión tuvo la introducción del cultivo en el
medio natural canario?
BIBLIOGRAFÍA (Fotocopia directa del documento)
- Etopa, l.; Fernández, J.; Trujillo, J.; Pérez Torres, J.; Villalobos, S.
"AULA DE LA NATURALEZA: guía del profesor". Madres del Agua (Granadilla). Itinerarios. Pte
Publicación (1985).
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXTRACCIÓN DE AROMATIZANTES Y SABORES DE PLANTAS 0 FRUTOS NATURALES
FUNDAMENTO
Las plantas aromáticas deben su aroma y agradable olor a la presencia en su constitución de
sustancias químicas aromáticas y aceites grasos y esenciales. Entre estos últimos los más
importantes son el alcanfor, comino, lavanda, azahar, menta, hinojos, hierbas aromáticas, corteza de
naranjas, fresas, etc.,que se diferencian de los aceites grasos en que la mancha que dejan sobre el
papel desaparece lentamente mientras en aquellos tiene un carácter permanente.
Un proceso apropiado es la destilación que arrastre dos corrientes de vapor.
MATERIAL
- 2 matraces erlenmeyer 250 ml
- tubo de vidrio para acoples
- refrigerante
- tubo acodado de recogida
- material aromático
- agua destilada
- mortero con pistilo
- 2 mecheros
- papel de filtro
- 2 soportes con aros, rejillas, pinzas
- vaso precipitados
- frasco de 1/4 litro
DESCRIPCIÓN
Machaca el material con esencias con ayuda de un mortero y colócalas en un erlenmeyer B con 100
3
cm de agua destilada hirviendo. De otra parte se inicia la calefacción del erlenmeyer A lleno de agua
a fin de que su vapor atraviese el erlenmeyer B donde se encuentra la maceración. Comprueba las
características de olor y sabor del aceite
agua destilada
También se podría operar así: el material con esencias después de machacado en el
mortero se coloca en un cartucho de papel de filtro y este se cuelga en un matraz
suspendido del fondo, en el que se coloca agua destilada (u otro disolvente).
Colocando un refrigerante sobre el matraz se impide la salida de vapores por
condensación de estos y se puede calentar a reflujo durante una hora.
CUESTIONES
-¿Qué es un aceite esencial? y ¿un aroma? ¿Qué productos químicos contiene?
-¿Qué aplicaciones conoces de las sustancias extraídas?
-¿En qué se basa la destilación por arrastre en corriente de vapor?
BIBLIOGRAFÍA: Paraira, M. "Laboratorio = guía general de Prácticas de Química". HORA (1981)
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXTRACCIÓN DE COMBUSTIBLES: LATEX 0 RICINO
FUNDAMENTO
Existen vegetales que además de presentar una gran fracción de residuo leñoso, tienen sustancias
que una vez extraídas, pueden ser usadas como combustibles, por sus propiedades parecidas,
iguales a los derivados del petróleo, en los motores de combustión interna o diesel. Este es el caso de
las tabaibas y cardones (Euphorbias) y del tártago (Ricinus Communis).
MATERIAL
- Tallos de tabaiba o semillas de tártago
- Picadora de cocina
- Botella de vidrio transparente de 1 litro y boca ancha.
- Plato hondo.
-Pipeta con dispositivo de succión.
- 500 cm de gasolina.
3
DESCRIPCIÓN
Tomar los tallos de tabaiba o las semillas de tártago y molerlos en la picadora de cocina. Introducir la
pasta resultante en la botella junto con un volumen aproximadamente igual de agua y de gasolina.
Agitar vigorosamente y dejar lo reposar hasta que se separen las dos fases. Separar con la pipeta la
fase sobrenadante para extraer el producto energético (látex, resina, aceite, etc.) Colocarla en el
plato y dejar varios días al aire libre hasta que se evapore el disolvente. Probar a quemar el producto
resultante.
CUESTIONES
-
¿Existe alguna planta energética cerca
de tu casa o colegio?
-
¿Por qué hay que moler la materia
vegetal antes de someterla a
extracción?
-
Indica otros disolventes que puedan
utilizarse para realizar esta tracción.
-
¿Arde la sustancia extraída de la
planta? ¿Esto qué significa?
BIBLIOGRAFÍA
Elórtegui, N.; Fernández., J. y Jarabo, F.Energías Renovables: 21 experiencias
prácticas" Centro Cultura Popular Canaria. En
prensa (1985).
Jarabo, F. Fernández., J.; Trujillo, D.;
Elórtegui, N. ; y Pérez, C. : "La Energía de la
Biomasa". Ed. ERA SOLAR. Madrid (1984)
Grupo Blas Cabrera Felipe
SEPARACIÓN DE LA CLOROFILA DE OTROS PIGMENTOS
FUNDAMENTO
La mayoría de los pigmentos vegetales que se encuentran en una planta y por supuesto, los
mas importantes, se alojan en los plastos. Los pigmentos que aparecen en el cloroplasto podemos
clasificarlos en comunes y específicos. En el primar apartado estarían las clorofilas (a y b), las
xantofilas y los carotenoides. En el segundo, la fucoxantina (típico de las algas pardas) y las
ficobilinas, ficoeritrina y ficocianina de las algas rojas y azules, como ejemplos de pigmentos más
extendidos.
El mas importante es la clorofila porque lleva la responsabilidad de la vida en nuestro planeta,
ya que es un pigmento utilizado universalmente en la fotosíntesis.
MATERIAL
Mortero con pistilo
Vegetales (hojas de espinaca, maíz, alfalfa, etc.)
Papel de filtro.
4 matraz erlenmeyer de 100 ml. con tapa
2 matraz erlenmeyer de 250 ml. con tapa
Embudo
Base soporte con aro, nuez
Alcohol etílico
Gasolina o éter petróleo
Embudo decantación
Vaso precipitado 1/4 litro
Varilla vidrio
2 chupetina
6 capilares finos
Alcohol metílico 92%
éter sulfúrico
3
probeta 100 cm
Hidróxido potásico.
PROCEDIMIENTO
Machacar en un mortero el vegetal (hojas espinaca, etc.) con un poco de alcohol. Dejar macerar un
tiempo. Agitar y filtrar el líquido obtenido recogiendo con el filtrado los pigmentos de los cloroplastos.
La solución esta formada por tres pigmentos : la clorofila de color verde, los carotenoides naranjas y
las xantofilas amarillas.
Tomar una fracción (la mitad aproximadamente), del extracto alcohólico bruto de pigmentos, y
3
añadirle, dentro de un embudo de decantación, unos 25 cm de éter de petróleo o gasolina. Agitar
suavemente durante un tiempo y dejar que se separen las dos capas líquidas. Eliminar la capa inferior
de agua y alcohol. En la capa superior de gasolina o éter, de color verde oscuro, se encuentran los
pigmentos.
3
Realizar sucesivos lavados añadiendo 50 cm
de agua; agitando suavemente, dejar decantar y
eliminar la capa inferior acuosa.
Separación cromatográfica
En este momento podíamos realizar una cromatografía de papel (ver experiencia al respecto) del
extracto bruto de pigmentos y del extracto purificado, a efectos comparativos. Usar como eluyente
alcohol. Cuando los distintos componentes del extracto están perfectamente separados, se da por
terminado el recorrido o frente del disolvente a través del papel cromato gráfico a unos 5 cm del final
del mismo. Se verán, entonces, dos bandas bien diferenciadas, una de color naranja perteneciente a
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la xantofila y otra de color verde de la clorofila. Como alternativa, utilizando benceno o tolueno como
disolvente revelador, aparecerá además una banda de color amarillo de los carotenos.
Separación líquida
3
Una vez que se dispone del extracto purificado de pigmentos podemos añadirle unos 50 cm de
alcohol metílico (en el embudo de decantación); agitar y dejar que se separen las dos capas.
La capa inferior del alcohol metílico contiene clorofila b y xantofila. Se coloca en el embudo de
3
reparación con éter sulfúrico y agitando continuamente se e
l añaden 5 o 6 porciones de 5 cm de
agua. Eliminar la capa alcohólica y de agua. En la capa de éter sulfúrico (con clorofila b y xantofila) se
3
añade lentamente 15 cm de una disolución reciente y saturada de KOH en alcohol metílico al 70%.
Añadir un poco de agua y agitar. En la porción inferior de agua y alcohol, aparece un verde oliva de la
clorofila b y en la porción superior de éter sulfúrico de color amarillo de la xantofila.
La capa superior del éter de petróleo contiene clorofila a y carotenos. Añadirle la disolución reciente
de KOH en alcohol amílico al 30%, agitar y luego incorporar un poco de agua. La parte inferior será
de agua-alcohol, con un verde azulado de la clorofila a y la parte superior es de éter de petróleo
anaranjado de la carotina.
CUESTIONES
- ¿Qué se observa en la primera extracción del extracto alcohólico bruto de pigmentos?
- Si realizas una cromatografía de papel de pigmentos brutos y purificados ¿que
diferencias encuentras?
- ¿Por qué se eligen vegetales muy coloreados?
- ¿Qué tipos de colores asociados a pigmentos has encontrado? Establece la correspondencia y
documéntate de cada uno de ellos.
- Localiza estos pigmentos en las plantas, en las células vegetales y esboza su
función.
Grupo Blas Cabrera Felipe
Vegetal troceado/pigmentos/alcohol
filtrado
residuos filtro
Extracto bruto de pigmentos con alcohol
Fracción gasolina o éter petróleo
extracción
capa inferior de agua
capa superior de gasolina verde
oscuro de pigmentos
Lavados con agua
capa inferior de agua
Capa superior de éter (verde oscura)
Extracto purificado de pigmentos
extracción
capa inferior alcohol metílico clorofila
b y xantofila
capa superior de éter de petróleo
clorofila a y caroteno
solución saturada KOH en alcohol metílico 30%
Agua.
extracción
Éter sulfúrico
Agua en porciones
capa inferior agua alcohol
( verde azulada)
clorofila a
Capa inferior alcohol agua
Capa superior de éter sulfúrico
clorofila b y xantofila
Capa inferior éter petróleo
(naranja)
carotina
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Solución saturada de KOH en alcohol
metílico 30%
Agua
Capa inferior agua alcohol
(verde oliva)
clorofila b
capa superior de éter sulfúrico
(amarilla)
xantofila
BIBLIOGRAFÍA
- Grupo Querus : "Curso Práctico de Ciencias Naturales de 1º de B.U.P." Tomo II pag.39. Akal (1983).
- Sánchez Díaz, Mª; Aparicio Tejo, P. y Peña Calvo, J.I. "Prácticas de Biología General". pag.39-5.
Ed. Eunsa (1980).
- González Martín, C. y Calama Grego, M.M. : "Prácticas de Química" pag. 150-2 S.M. (1980).
- Salom Bonet, F. y Cantarino Aragón, M.H. : "Curso Práctico de Biología General" . pag. 90-3.
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PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES SUSPENSIONES Y EMULSIONES
FUNDAMENTO
La disolución de sustancias da lugar a sistemas homogéneos, es decir, aquellos en que cada una de
sus menores porciones visibles es idéntica a otra. No se puede distinguir en ella parte alguna. Es
importante conocer las "disoluciones” por que la absorción de alimentos en el intestino, la penetración
de sales en las plantas, la eliminación de residuos de los tejidos y muchas otras funciones de los
seres vivos ocurren gracias a la disolución de ciertas sustancias en líquidos disolventes.
En el caso de líquidos que no llegan a disolverse dentro de otros se forma una "emulsión" (un líquido
está en gotitas muy pequeñas dentro de otro).En el caso de un cuerpo sólido o líquido muy
desmenuzado, sensiblemente visible dentro de un líquido o gas, éste forma una “suspensión'' de
partículas del primero en el segundo.
En las suspensiones y emulsiones, las partículas sólidas o las gotitas tienden a separarse del
disolvente que las contiene (grasa en la leche, vinagre del aceite, polvo de tiza en el fondo, etc)
MATERIAL
- azúcar
- gradilla
- polvo de tiza
- CUSO4
- tubos de ensayo
- colador
- arena
- embudo pequeño
- garbanzos
- papel de filtro
- aceite
- frasco
- betún
- lupa
- té
- mechero
- café
-soporte, aro, rejilla
- yogurt
-embudo decantación
- vinagre
- chupetina
DESCRIPCIÓN
Colocar un tubo de ensayo con agua destilada y cada una de las diez sustancias disponibles. Separa
con un colador y otro tubo de ensayo y embudo, los componentes de la mezcla. Repetir la operación
con papel de filtro.
CUESTIONES
-
¿En cuales se ha obtenido un sistema homogéneo y en cuales no? Explica la causa.
-
¿Qué se puede separar y en qué casos?
-
¿Cuáles forman un sistema homogéneo?
-
¿Por qué al preparar una infusión de té queda un residuo sólido en el colador, mientras que el
agua se tiñe y toma sabor?
-
El agua y azúcar han quedado tan transparentes como el principio. ¿Ha desaparecido el
azúcar?. Comprueba la diferencia de agua pura y con azúcar a simple vista y con el gusto.
¿puedes diferenciarlas?. Si pones la disolución al fuego y dejas hervir el agua se evaporará
as hasta dejar en el fondo del vaso el azúcar. ¿Qué significa esto?
Grupo Blas Cabrera Felipe
-
Sustituye el agua y aceite por vinagre y aceite ¿qué cambia? Compara ambas emulsiones.
-
Prepara un aliño de aceite(2/3) y vinagre 1/3) para una ensalada. Tapar el frasco y agitarlo
varias veces (sobre todo inmediatamente antes de verterlo a la ensalada, para que los dos
líquidos no se separen). Con una lupa observa las gotitas nadando en el aceite y relaciona el
tamaño de las gotas y tiempo que tardan en separarse las dos capas con el grado de
agitación. Al cabo de un tiempo de reposo ¿qué lugar ocupa el vinagre y el aceite? ¿cuál es
más denso? ¿cómo puedes separarlos? Después de separar el vinagre lavar el aceite con
agua para eliminar la acidez (usa el embudo decantación)
Bibliografía
- Averbuj, E.: Curso de perfeccionamiento. I Jornadas Sociedad Canaria Enseñanza de las Ciencias
Viera y Clavijo. La Laquna, septiembre 1984
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PRESENCIA DE SALES MINERALES EN LOS SERES VIVOS
Cloruro sódico y sales de Calcio.
FUNDAMENTO
Dado el medio eminentemente acuoso 75%, que portan los organismos vivos es característica la
presencia de sales en disolución en muy diferentes proporciones, lo que por otra parte constituye una
de sus necesidades vitales porque intervienen de dos maneras: por acciones específicas de los iones
sobre los fenómenos coloidales y por una activi dad osmótica.
-
-
=
=
-
+
+
+
++
Las sales frecuentes son de Cl , HPO4 ; SO4 ; CO3 ; HCO3 y de los iones Na , K , NH4 , Ca ,
++
Mg , y otros.
MATERIAL
- Gradilla
- tubos de ensayo
- agua destilada
- sal común
- roca caliza o mármol
- Cáscara de huevo, huesos, conchas
- Disolución AgN03 0,1 N
- Orina
- Ácido nítrico
- Disolución oxalato amónico
DESCRIPCIÓN
Toma tres tubos de ensayo uno con agua del grifo y sal común, otro con agua destilada y el tercero
con orina y agua destilada. Añade a cada uno unas gotas de AgN03 . Dejar reposar un tiempo y
compáralos.
++
En tres tubos de ensayo con agua destilada coloca en uno de ellos la roca caliza (Ca ) machacada y
en otro cáscara de huevo o hueso triturado. Añadirle luego un poco de oxalato amónico.
CUESTIONES
-
¿Qué sentido tiene el tubo de ensayo en agua destilada solamente?
-
¿Qué deduces de la experiencia de la orina? Describe lo mas exhaustivo que puedas, (con su
formulación y reacción) el fenómeno acontecido. ¿Puede ser éste un método para medir la
cantidad de sodio en la orina?
-
¿Qué deduces de la composición de la cáscara de huevo y el hueso?
-
¿Cuál es la vía de entrada a los seres vivios de el sodio y el calcio?
-
Tanto la orina como los huesos y la cáscara de huevo ¿porque serán buenos abonos para el
suelo?
-
¿Cómo seria el ciclo que realiza el Na y el Ca?
-
¿Crees generalizable estos ciclos a los demás elementos minerales presentes en los
organismos vivos?
Bibliografía
Barahora, S.; Brincones, I.; Buiza, C.; Nieda, J. y Puente, J. : "La materia y sus propiedades" Unidad
didáctica. Ciencia Integrada. Reforma de Medias de MEC (1985).
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DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AGUA EN LOS SERES VIVOS
FUNDAMENTO
La vida surge en el medio acuático, hecho que ocasiona unas características que se imponen a los
seres vivos en su organización y funcionamiento. Por esto, cualquiera que sea el medio en que
habiten, a todos los seres vivios les es imprescindible el agua, aunque sus necesidades y exigencias
puedan variar entre amplios límites.
El 70% de las especies animales viven en el agua; del resto, unos viven parte de su vida en el agua o
deben volver a ella en época de reproducción. Los embriones de los animales terrestres viven en
medio húmedo hasta el momento del nacimiento.
MATERIAL
- Balanza
- mechero
- Hojilla
- Tres tubos de ensayo
- Pinza para calentar tubos
- Manzana o champiñón, etc
- Papa, cacahuete, etc
- carne, o embutido, etc.
DESCRIPCIÓN
Pesa un tubo en ensayo vacío y anota el resultado. Trocear finamente la muestra de materia viva a
analizar e introdúcela en el tubo. Vuelve a pesar y anota la masa.
Distribuye la muestra en el tubo y caliéntala nuevamente hasta que adquiera un color ligero y
homogéneamente tostado. Observarás como van apareciendo gotitas de agua condensada en las
paredes del tubo. Calienta dichas paredes para evaporar y así eliminar el agua que tiene.
Pesa de nuevo el tubo, asegurándote antes de que esté bien seco. Anota el resultado. Repite el
mismo proceso en cada una de las muestras.
Masa
Tubo vacío
Tubo con
muestra
Muestra
Manzana
Tubo con
muestra
deshidratada
Muestra
deshidratada
Muestra
inicial
% agua
Papa
Carne
CUESTIONES
- ¿De donde proceden las gotitas de agua que aparecen en el tubo de ensayo al calentarse?
- Calcula la cantidad de agua que posee cada muestra analizada, sabiendo los pesos del tubo con la
muestra natural y deshidratada.
- Calcular el porcentaje de agua que pesa dicha muestra sabiendo que el peso de la muestra natural y
la cantidad de agua que contiene.
- ¿Obtienes en todas las muestras los mismos resultados? ¿Es diferente la cantidad de agua
existente en los distintos seres vivos?
- Al perder agua, ¿se pierde peso?
- De los datos con carne ¿cual es la proporción aproximada de agua en un cuerpo humano?
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BIBLIOGRAFÍA
- Cantera,R.; de la Iglesia, R.; Múgica, M.; Ortiz, C.; Pérez, A. y Tejedor,: "Curso práctico de Ciencias
Naturales" AKAL (1983).
- Barahona, S.; Brincones, I.; Buiza, C.; Nieda, J. y Puente, J. : "La materia y sus propiedades"
Documento de la Reforma de Enseñanzas Medias del MEC (1985).
DESCOMPOSICIÓN DE MATERIA ORGANICA VEGETAL
FUNDAMENTO
Cuando se colocan dentro de un recipiente residuos vegetales, se produce una fermentación en
ausencia de aire (anaerobia) que-es un proceso de digestión de la materia orgánica por medio de
ciertas bacterias. La digestión anaerobia se puede considerar como un proceso de múltiples etapas
en el que las sustancias orgánicas, tales como proteínas, hidratos de carbono y grasas, se rompen en
moléculas más pequeñas, dando como productos finales metano, y gas carbónico, mezcla llamada
"biogas".
MATERIAL
- Frasco de vidrio de unos 250 ml. (mermelada o legumbres provisto de una tapa que cierre
herméticamente
- Termómetro.
- Residuos vegetales (hierbas, hojas, etc).
DESCRIPCION
ESQUEMA
Llenar el frasco de vidrio con los residuos vegetales
húmedos hasta el borde, compactando algo la mezcla.
Antes de tapar, hacer un orificio en la tapa del tamaño
justo para introducir el termómetro, rodeado la entrada
con parafina, masilla o pegamento, para que no entre aire
en el frasco. Tapar y dejar unos días, haciendo varias
observaciones de temperatura y aspecto físico de la
carga durante este tiempo
CUESTIONES
- ¿Cómo cambian la temperatura y el aspecto físico de una observación a otra?
- ¿Qué está sucediendo? ¿Se produce algún tipo de cambio energético en el interior del frasco?
- ¿Cuál es el origen primario de esta energía?
BIBLIOGRAFÍA
- Elórtegui, N.; Fernández, J. y Jarabo, F. : "Energías renovables: 21 experiencias practicas". . Centro
Cultura Popular Canaria. En prensa (1985).
- Jarabo, F. y Fernández, J. : "Energías alternativas renovables : ¿un futuro para Canarias?" Servicio
Publicaciones. Univ. La Laguna (1983).
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DESCOMPOSICIÓN DE MATERIA ORGANICA ANIMAL
FUNDAMENTO
Al igual que sucede con los restos orgánicos vegetales, los restos animales se descomponen por
fermentación anaerobia al encerrarlos en un recipiente en ausencia de oxígeno. La digestión
anaerobia del material realizado por bacterias lleva a obtener mezcla de productos gaseosos
(metano, CO2, etc.) denominado biogás.
MATERIAL
- Botella vacía de refresco de 250 ml.
DESCRIPCIÓN
- Globo
- Carne molida
ESQUEMA
Introducir en la botella una porción de carne
molida. Taparla con el globo de tal forma que
éste se fije fuertemente a la boca de la
botella. Situarla en un lugar soleado durante
varios días, hasta que el globo se hinche.
CUESTIONES
- ¿Qué es lo que hace que se hinche el globo?
- ¿Qué gas se produce?
- ¿Por qué los animales que se ahogan y mueren en el agua, tras hundirse al principio luego salen a
flote?
Bibliografía
- Elórtegui, N.; Fernández, J. y Jarabo, F. : "Energías renovables: 21 experiencias practicas". . Centro
Cultura Popular Canaria. En prensa (1985).
- Jarabo, F. y Fernández, J. : "Energías alternativas renovables : ¿un futuro para Canarias?" Servicio
Publicaciones. Univ. La Laguna (1983).
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DIVISION DE UN CUERPO
Todas las sustancias están constituidas por partes más -elementales, a las que se pueden llegar por
diferentes métodos. Así, los límites de divisibilidad de la materia tiene distintos alcances según el
método seguido. Así:
- Método mecánico à
límite divisibilidad: "partículas"
- Método físico à
límite divisibilidad:"moléculas"
- Método químico à
límite divisibilidad: "átomos"
Es por esto que por un método mecánico al límite que podemos llegar es a partículas por muy
pequeñas que estas sean.
MATERIAL
- trozo de cuerda
- trozo de masilla
- 1 lupa
DESCRIPCION
Toma un trozo de cordel o de masilla (dale forma prismática) y comienza a dividirlo por la mitad tantas
veces como puedas. Se llegaría a un trozo muy pequeño que se observa con una lupa.
CUESTIONES
-
¿Se puede medir el trozo resultante?
-
¿Cuantos cortes se han hecho? ¿Cuantas veces mas pequeño que el original?
-
¿Sigue siendo cordel o masilla lo resultante?
-
¿Qué sugieres para conseguir un trozo aún mas pequeño.
BIBLIOGRAFÍA
- Averbuj, E. : "Naturalia" Barcanova (1984).
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ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO (Tamizado)
FUNDAMENTACIÓN
Una somera atención hacia el suelo, nos lleva, de inmediato, a reconocer la inmensa variedad no
sólo de textura sino también de composición. En lo concerniente a una separación por tamaño, de las
partículas constituyentes del suelo, la técnica seguida es una sistematización del proceso efectuado
en la extracción de arena para separar materiales gruesos.
El proceso, conocido cómo análisis granulométrico o tamizado, se inicia con la malla de poros con
mayor luz, para que todas aquellas partículas pequeñas que se puedan producir por erosión,
desciendan y pasen a engrosar las fracciones de menor tamaño.
Para clasificar las partículas, se supone que todas son esféricas y que tienen un diámetro superior al
del poro la malla que no han logrado atravesar. El cálculo del diámetro de luz de malla, se hace
midiendo una superficie contando el número de huecos completos. Así tenemos la superficie media
del hueco que, comparada con el área de círculos de igual tamaño, nos permite obtener el diámetro
hueco (luz de malla).
superficie de malla/ nº huecos
2
S = p d /4
=
superficie de huecos
= S
d = 2 v S/ p
MATERIAL
-
Arena o suelo
- Juego de tamices
-
Una balanza granatario
- Papel de filtro
- Una espátula
DESCRIPCIÓN
: Tomar muestras de arena o suelo de un lugar a distintas profundidades. Dejar secar bien al sol y
cernir sobre mallas de diferentes luces (abertura de huecos). Comenzando con la malla de mayor luz,
se coloca toda la muestra, pesada previamente. Se recoge todo el material que ha pasado la luz
mayor, y se pesa.
A continuación se repite el proceso una malla de menor luz. Completar el cuadro siguiente
diámetro malla
d> d1
d> d2
d> d
3
d> d
4
Peso de fracción
% fracción
CUESTIONES
-
Comenta la forma y tipos de grano de las diferentes fracciones.
-
¿En qué categoría de suelos encuadrarías la muestra analizada?
-
¿Dónde es más fácil la aireación ¿En los suelo partículas gruesas o en los finos? ¿Tiene esto
interés para la vida en el suelo?
BIBLIOGRAFÍA: (Fotocopia directa de documento)
- Etopa, I.; Fernández, J.; Trujillo, J. y Villalobos, S.: "AULA DE LA NATURALEZA: guía del profesor".
Madres del Agua (Granadilla). Itinerario. Pte publicación (1985).
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FABRICACIÓN DE ABRASIVOS
FUNDAMENTACIÓN
Muchos materiales volcánicos se utilizan para la limpieza. Es este el caso de los polvos de aluminio
extraídos de la zona de los blanquiales de Guajara. Aprovecharemos el lugar de piroclastos blancos
(zahora) para obtener este agente de limpieza.
MATERIAL
-
Unos cuantos granos de zahorra
-
Mortero con pistilo y paño
-
Objetos a limpiar (calderos ahumados, platos sucios)
PROCEDIMIENTO
Machacar unos granos de zahorra en el mortero. Cuando esté reducido a un polvo fino, probar su
poder de limpieza sobre la grasa, objetos ahumados, etc., tras untar un paño con dicho polvo.
CUESTIONES
-
Enumera algunos agentes de limpieza que conozcas
-
Compara el poder de tu abrasivo con otros productos, para el mismo uso, existentes en el
mercado
-
¿Cómo mejorarlas las propiedades del abrasivo?
-
Enumera momentos y para qué fines han sido usado los abrasivos por el hombre.
BIBLIOGRAFIA: (Fotocopia directa de documento)
- Etopa, I.; Fernández, J.; Trujillo, J.; Pérez Torras, J. y Villalobos, S.: "AULA DE LA NATURALEZA:
guía del profesor". Madres del Agua (granadilla). Itinerario. Pte Publicación (1985).
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BUNSEN
LLAMA REDUCTORA
Mechero Bunsen
LLAMA OXIDANTE
BIBLIOGRAFÍA
(fotocopia del documento original)
Rodríguez de Armas, F. y Merino Rubio, J.J.: Sem. Ciencias Centro Enseñanzas Integradas La
Laguna (1985)
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CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL AGUA
FUNDAMENTACIÓN
Las propiedades físicas del agua son muy importantes por cuanto gran parte de los procesos utilizan
éste elemento en su realización. Así, los procesos de consumo de energía a través del vapor de agua
máquinas, barcos, centrales eléctricas térmicas, centrales hidroeléctricas, energía del mar, energía
geotérmica, etc.
Por otra parte, propiedades físicas del agua-como dilatación, contracción (de 0° C a +4° C) cambio
de estado, densidad tensión superficial, etc., son responsables de una serie de fenómenos y
actividades de seres vivos en la naturaleza. Otras propiedades físicas, están muy relaciona
das con su idoneidad al consumo color, olor, sabor, claridad-turbidez, sedimentos, residuos a
sequedad, temperatura de fusión, temperatura de ebullición, etc
MATERIAL
- Dos termómetros de 0°C-100°C
- Dos frascos transparentes
- Un rotulador
- Papel adhesivo
- Un termómetro de 80 ° a 120° C
- Cuatro vasos de precipitado de 1/2 litro
- Una chupetina
- Pie
- Una cápsula de porcelana
- Una espátula
- Un agitador de vidrio
- Una balanza granatario
- Una probeta
DESCRIPCIÓN
-Temperatura del agua. Determinar la altitud del naciente y la temperatura del agua tanto en su
afloración como a lo largo del cauce.
- Comentar color olor y sabor del agua
- Claridad-turbidez. Hacer dos etiquetas con papel y dibujar una letra grande con rotulador. Pegar
con papel adhesivo las etiquetas a los frascos y visionar la letra a través de éstos frascos llenos con
distintas aguas.
- Temperatura de ebullición. Calentar hasta ebullición la muestra de agua en un vaso de precipitado
provisto de un termómetro sensible, Correlacionar éste dato con la pureza del agua.
- Sedimentos. Dejar decantar el agua algunas horas, y comprobar si aparece algún cambio en las
proximidades del fondo como consecuencia de micelas, coloides y partículas pequeñas. Otra forma
de realización es en un vaso de precipitado lleno con agua-muestra, se le echa un puñado de tierra.
Se agita y se deja en reposo. Al poco tiempo se han depositado como sedimentos, en el fondo del
vaso, los materiales por orden de tamaño, quedando encima el agua algo turbia, que si se deja
decantar un tiempo, la arcilla y las pequeñas partículas, se sedimentan y el agua queda clara,
perdiendo, incluso, algún tipo de turbidez que tuviera inicialmente. Extraer el agua clara con una
chupetina y ponerla en un vaso.
Grupo Blas Cabrera Felipe
- Residuos a sequedad. Comprobar la existencia de sales sólidas con una evaporación a sequedad
de cantidad considerable de agua. Raspar con la espátula.
- Densidad. Determinar distintas masas y volúmenes de agua calculando su densidad. Se puede
afrontar esto gráficamente, representando la masa frente al volumen.
CUESTIONES
-
¿Dónde existen más organismos, en aguas claras u oscuras?
-
¿Qué aguas son más turbias, las estancadas o las de escorrentía?
-
¿Crees adecuada el agua estudiada para el consumo humano y la agricultura? Explica tus
razones.
-
Señala alguna causa que explique la coloración de las aguas estancadas.
-
Sugiere hipótesis sobre el origen de la acidez de muchas de las aguas de ésta zona.
Bibliografía (Fotocopia directa del documento)
Etopa I.; Fernández, J.; Trujillo, J.; Pérez Torres, J. y Villalobos, S.. "AULA DE LA NATURALEZA:
guía del profesor". Madres del Agua (Granadilla). Itinerarios. Pte Publicación (1985).
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FUSIÓN DEL HIELO Y VAPORIZACIÓN DEL AGUA
FUNDAMENTO
Sí al hielo se le suministra energía se consume en elevar su temperatura hasta O°C; cuando está a
esa temperatura sigue consumiendo la energía suministrada en el desmoronamiento del edificio
cristalino, licuándose. Mientras existan uniones cristalinas la energía se sigue gastando en la
licuefacción; sólo cuando todo el cristal ha pasado a ser agua líquida, se comienza a elevar la
temperatura del líquido. Al seguir suministrando energía se llega a los 100°C, y a partir de este
momento se invierte energía en aminorar las fuerzas intermoleculares del líquido y conseguir que
algunas pasen a vapor, ebullición del líquido. Al igual que antes mientras se está trabajando por
separar moléculas al estado de vapor no aumenta la temperatura.
Lf =80cal/g calor latente de fusión
Lv =540 cal/g calor latente de vaporización
MATERIAL
- 1 balanza
- 1 termómetro escala baja -10ºC – 60°C
- 1 termómetro escala alta 0-300ºC
- vaso de precipitados de 1/4 litro
- hielo picado
- 1 mechero
- 1 trípode con rejilla
- 1 probeta
DESCRIPCIÓN
Pesar el vaso de precipitados seco y añadir un poco de hielo picado, volver a pesar y anotar la masa
de hielo. Colocar el termómetro correspondiente. Colocarlo al fuego contando el tiempo invertido en
calentamiento. Procurar que la llama del mechero sea baja y constante para que la unidad de tiempo
de calentamiento sirva de unidad de energía suministrada (ejemplo “56 segundos de energía”).
Registrar la temperatura cada minuto y cuantas observaciones intermedias sean oportunas. Cuando
se tenga agua a unos 10°C medir el volumen en una probeta.
CUESTIONES
-
¿Qué relación hay entre la masa de hielo y el volumen de agua medido?
¿Cuántos "segundos de energía" se invirtieron en cada intervalo?
Representar gráficamente la temperatura frente al tiempo y determinar los puntos de fusión y
ebullición
-
¿Quién absorbe más energía la fusión o la vaporización? Relaciona los datos experimentales.
-
Realiza un esquema de los cambios de estado y aportación energética de la experiencia.
-
Para un procedimiento inverso al descrito ¿qué habría que hacer?. Haz un esquema de
cambios de estado / energía.
-
¿Qué es más difícil: licuar o solidificar el agua? ¿En qué instante se fundió todo el hielo?
-
¿Qué es el punto de fusión y de vaporización de una sustancia?
Grupo Blas Cabrera Felipe
-
¿Sería correcto anunciar "Todas las sustancias funden a la misma temperatura que el agua".
Demuéstralo con una experiencia
-
Cita cinco sustancias de punto de fusión inferior a 20°C y cinco que sea mayor de 20°C.
Bibliografía
-
Soler, P. y Negro. A. “Física Práctica Básica" . Ed. Alhambra
-
Carmelo Frade E. y Rivero Araña, C. "Seminario Ciencias Experimentales de I.B. "Tomás
Morales" Las Palmas (1985)
REALIZACIÓN DE UNA NEVADA
FUNDAMENTO
Los cambios de estado de una sustancia pueden aprovecharse para provocar una cristalización
forzada mediante una recristalización (disolución en caliente de una sustancia y enfriamiento
posterior).
MATERIAL
- ácido bórico.
- 1 mechero.
- 1 vaso precipitado 1/4 litro
- 1 cristalizador.
- 1 recipiente grande.
- 1 coche de juguete de color vivo.
- 1 cuchara o espátula.
DESCRIPCIÓN
Colocar agua en el vaso de precipitado hasta su mitad, calentar agitando y añadirle tres cucharadas
de ácido bórico. Agitar calentando hasta la total disolución.
A continuación verter la disolución en un cristalizador colocando en un baño maría de agua fría
(recipiente grande con agua). Colocar el cochito en el fondo del cristalizador y observar como
empiezan a caer "copos" blancos sobre el juguete.
CUESTIONES
-
¿De que estarán constituidos los copos blancos?
-
¿A qué se debe la formación de esta nevada?
-
¿Cuando estará mas puro el H3BO3 antes o después de la recristalización?
Grupo Blas Cabrera Felipe
BARCO DE PROPULSIÓN A VAPOR
FUNDAMENTO
Cuando un sistema se encuentra aislado SFàext = 0 . Un caso que se considera prácticamente
aislado, es cuando actúan fuerzas impulsivas, en el cual aún existiendo fuerzas exteriores estás son
despreciables frente a las impulsivas.
SFàext = 0
pà = momento lineal total del sistema
SFàext = dpà/dt ð
pà= constante
pà1 + pà2 + pà3 + …. = constante
Si existe un momento lineal creado por el vapor
hacia la izquierda existirá otro momento lineal
hacia la derecha de movimiento del barco para
[Conservación del momento lineal]
contrarrestar el anterior.
Por otro lado, la energía resultante de la llama de combustión (contenida en la parafina de la vela)
pasa al agua, que la invierte en cambiar de estado pasando a vapor. Este vapor pierde y transfiere la
energía ocasionando un movimiento del barco, por su propia expansión.
[Conservación de la energía]
MATERIAL
- 1 barco de juguete
- 1 -trozo de vela
- alambre
- bote de medicina metálico
- 1 corcho
- 1 palo de chupete
- pegamento
DESCRIPCIÓN
Para convertir el barco de juguete en un barco a vapor,
pega en el fondo el trozo de una vela. El tubo de
desecho (tipo de cigarro puro) se llena con agua y se le
adapta el corcho a la boca que debe quedar hermético
con pegamento; dejarle un respiradero con el palo del
chupete. Colocarlo con alambres tal como indica la
figura dejando el respiradero en la parte superior.
Haz flotar el barco en una bañera y encender la vela.
CUESTIONES
-
¿Conoces la procedencia de la energía que mueve el barco? Como nadie actúa de fuera
¿estamos generando energía?
-
- ¿Conoces mas casos en la naturaleza que usen este principio?
BIBLIOGRAFÍA
- Equipo didáctico : "El taller de los experimentos" Labor (1985)
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ELECTRÓLISIS DEL AGUA
Descomposición en oxígeno e hidrógeno
FUNDAMENTO
El carácter conductor o aislante de una disolución se detecta por su comportamiento al paso de la
corriente. La presencia en disolución de iones capaces de transportar la corriente eléctrica, determina
que la disolución en cuestión sea conductora, mientras que disoluciones en las cuales las especies en
disolución sean moléculas impedirán el paso de la corriente, y demarcarán un cierto carácter aislante.
Al pasar la corriente eléctrica continua de una pila (4,5 V) a través de agua acidulada, se produce en
los electrodos un burbujeo. La electricidad produce transformación y descomposición de las
sustancias; en el caso del agua ésta se descompone en los elementos constituyentes. En un
electrodo se produce oxígeno y en el otro hidrógeno.
MATERIAL
- Fuente de corriente continua (4,5 o 6 V)
- Agua destilada
- 6 vasos de precipitados de 1/4 litro
- Ácido
- Hilo conductor
- 2 tubos de ensayo
- Bombilla pequeña con portalámparas
- Bornes: de carbón, clavos o el propio hilo conductor
DESCRIPCIÓN
Monta el circuito esquematizado en la figura
empleando una bombilla de tensión adecuada. Los
mismos bornes pueden servir de soporte a los tubos
de ensayo recolectores.
Cuando haya transcurrido un tiempo saca los tubos de
ensayo y tápalos con un corcho (si dispones de un
voltámetro de Hoffman, basta con usar las buretas
invertidas).
Esta experiencia se puede hacer casera, con dos lápices muy afilados en los dos extremos, cables y
una pila grande de 6 voltios. Compruébalo.
Grupo Blas Cabrera Felipe
Cuestiones
-
¿Por qué el agua pura no es buena conductora?
-
¿Será conductora el agua del grifo?
-
¿Qué condiciones debe cumplir una disolución para ser conductora?
-
Prepara una serie de disoluciones de: azucar/ NaCl/ NaOH/
alcohol/ benceno/ glicerina/ urea/ ácido acético, etc., y
comprueba la conductividad de cada una. Lava bien el
vaso y los electro dos con agua destilada, cada vez que se
cambie de disolución.
-
¿Son iguales los dos gases? ¿cómo se puede explicar si
proceden de la misma sustancia?
-
Acércale un fósforo encendido (¡delante del profesor!) a
cada uno de los gases de los electrodos y describe el
comporta miento. ¿Cómo se ha comportado cada uno de
los gases?
-
¿Cuál será el oxígeno y cuál el hidrógeno?
-
Usando un voltámetro de Hoffman o graduando los tubos de ensayo se pueden medir los
volúmenes de gas desprendido por los milímetros que desciende el agua según avanza la
Grupo Blas Cabrera Felipe
electrólisis. En este caso, ¿ qué relación guarda el volumen de oxígeno con el de hidrógeno
producido?
-
Registra el volumen de gas obtenido en cada uno de los electrodos con el tiempo.
Representa gráficamente cada uno de estos volúmenes con el tiempo:
Tiempo
Volumen
Volumen
de gas del
de gas del
ánodo
ánodo
Si se hiciera la electrólisis con agua de mar ¿qué sucedería? Compruébalo. ¿Por qué se obtiene
cloro y lejías?
BIBLIOGRAFÍA
Paraira, V.: Laboratorio: guía general de prácticas de Química''. HORA (1981).
Nota
Una reacción química puede provocar una corriente eléctrica (células galvánicas o pilas) y una
corriente eléctrica puede provocar una reacción química (células electrolíticas). En ambos casos se
usan electrodos, y los que en un caso son + en el otro van a ser -, por lo que la terminología de
signos es confusa. Lo que es inalterable en cualquiera de los casos es que en el Cátodo se verifica
una Reducción (fíjense en las dos consonantes) y en el Ánodo la Oxidación (fíjense en las dos
vocales); cualquiera que sea la situación siempre se da así.
Las tendencias actuales, según Normas Internacionales, van hacia usar únicamente los términos
cátodo//reducción asociados, así como ánodo//oxidación, abandonando les términos positivo y
negativo.
Grupo Blas Cabrera Felipe
Algo sobre la electrólisis del agua
Sugerencias al profesor
Es conveniente que el profesor lo haga previamente.
La dificultad principal de esta experiencia radica en la naturaleza de los electrodos.
Es fundamental que sean de platino para conseguir la relación 2:1 en los volúmenes de hidrógeno,
oxígeno que se forman. (Los hilos de platino se venden por cm)
Si se utilizan de otro material, como cobre, el desprendimiento de oxígeno es pequeñísimo y la
disolución se va volviendo azul.
Si se utiliza el grafito tampoco se consigue la proporción 2:1, y el tamaño del ánodo se reduce (ya que
el grafito siempre lleva plomo para darle mayor consistencia).
El H2S04 debe añadirse al agua cuando ya se han introducido los tubos de recogida de gases, ya que
si no podría dañar la piel al colocar los tubos.
Conviene llamar la atención de por qué es necesario manejar el tubo de hidrógeno “boca abajo" y sin
embargo no es necesario hacerlo con el del oxígeno
Cuando se acerca una cerilla encendida al tubo de hidrógeno se oye una pequeña detonación (y un
destello si hubiera oscuridad).
El enpañamiento que surge en el tubo se debe a la formación del agua.
Ante la cuestión que se puede plantear de quien es el causante de la obtención de los gases
hidrógeno y oxígeno, si el agua o la sustancia añadida, se puede justificar:
1.- Que cambiando el H2SO4 por otro ácido o por sosa, carbonato, etc., los gases obtenidos siguen
siendo los mismos.
2.- Sí queremos continuar la electrolisis, la sustancia que hay que reponer es el agua.
Es decir, la sustancia añadida (H2S04) en este caso, lo que hace es disminuir la resistencia del agua
al paso de la corriente eléctrica.
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXPERIENCIA
Determinación del punto de ebullición de un líquido.
RODRIGUEZ DE ARMAS, F y MERINO RUBIO,J.J.:
"Ciencias Experimentales” CEI La Laguna (1985)
FUNDAMENTO
El punto de ebullición de un líquido es un índice claro para determinar a los (al igual que en los
sólidos, el de fusión) de un lado un grado de pureza de una sustancia y de otro la estructura interna
de enlace entre las partículas a efecto comparativo de unas sustancias con otras.
MATERIAL
- termómetro 0-100°C
- tubo de ensayo grueso con tabuladura
- mechero
- soporte, 2 nueces, aro, rejilla, pinza.
- alcohol
- trozo de porcelana
- vaso de precipitados o baño maría
PROCEDIMIENTO
Efectuar el montaje de la figura.
Tomar como muestra problema alcohol
etílico -etanol- y colocarlo en el tubo de
ensayo. Añadir dentro del alcohol un
pedacito de porcelana para evitar la
ebullición brusca.
Colocar todo el sistema dentro de un
baño maría y procurar que el aporte
energético del mechero sea suave.
CUESTIONES
-
Construir la gráfica de temperaturas frente al tiempo y diseñar la talla recogida de datos.
-
Determinar la temperatura de ebullición haciendo en promedio con los resultados obtenidos
por el resto de grupos que han trabajado la experiencia.
-
Hacer una corrección de la Teb obtenida experimentalmente para obtener el valor correcto,
dado que ésta viene influida por la presión atmosférica. La fórmula empírica de corrección es:
(T eb)corregida = (Teb)experimental * 0,043 (760-P)
mm Hg
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXPERIENCIA
¿Cómo preparar una disolución?
FUNDAMENTO
Dada la frecuencia con que se nos presentan disoluciones en el quehacer habitual es importante el
saber si están más o menos concertadas, para lo cual hay varias formas de expresar la
concentración.
MATERIAL
- hidróxido sódico
- balanza granatario
- matraces aforados
- ácido nítrico
- probetas
- frascos
- alcohol
- vasos precipitados
- etiquetas
- ácido benzoico
- agitadores
- espátula
- hidróxido cálcico
- agua destilada
- sulfato de bario
PROCEDIMIENTO
El desarrollo que presenta la preparación de una disolución es:
AFORADO
DISOLUCIÓN DE LA
MUESTRA
Soluto
Sólido pesarla
Liquido: medirlo
ETIQUETADO
ENVASADO
- Preparación de disoluciones
•
Porcentaje en peso: preparar 250 gr. de disolución de hidróxido sódico al 10 %
•
Porcentaje en volumen: preparar 100 cm de ácido nítrico al 5 % en volumen.
•
Relación soluto-disolvente: preparar 100 cm de alcohol-agua en una relación 1:4
•
Disoluciones saturadas:
3
3
3
- Disponer de 5 g de ácido benzoico y añadirlo a 200 cm de agua agitar y calentar
muy suavemente. Dejar reposar.
3
- Tomar 2 g de óxido cálcico disueltos en agua hasta un volumen de 250 cm
3
- Tomar 1 g de sulfato de bario y colocar en agua destilada hasta 250 cm
Grupo Blas Cabrera Felipe
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EXPERIENCIA
Como teñir flores blancas.
DE LA NUEZ, J.; RECIO, E. y ALCANTARA,J. Ciencias
Experimentales, I.B. Blas Cabrera Felipe. Lanzarote (1986)
FUNDAMENTO
Seguro que alguna vez nos hemos preguntado cómo sube el agua hacia arriba, por el tallo de una
planta, en contra de la gravedad.
MATERIAL
- flores blancas naturales (pericos, claveles, etc.)
- tubos de ensayo
- terrón de azúcar
- vidrio reloj
- mercromina (rojo), sulfato de cobre (II), añil 6 azul de metileno
- tubos finos capilares
DESCRIPCIÓN
Si usamos como colorante mercromina preparemos dos tubos de ensayo con disolución acuosa
coloreada. Verter unas gotas de uno de los tubos en el fondo del vidrio reloj, colocarle encima un
terrón de azúcar y observarlo.
Colocar dos de las flores blancas en los tubos de ensayo llenar de disolución diluida de mercromina y
dejarlo así un par de días. En un tubo de ensayo lleno de mercromina introducir un tubito capilar y
observar lo que ocurre.
CUESTIONES
- ¿Qué ha sucedido en el terrón? ¿Cómo se explica lo observado?
- ¿Qué has notado con el capilar? ¿hay cierta similitud con el terrón? Explica el fenómeno observado
y busca en la bibliografía su denominación.
- ¿Qué les ha pasado a las flores? ¿Cómo habrá subido el líquido hasta la flor?
- ¿Tendrá relación con el fenómeno detectado anteriormente en el azúcar y en el capilar?
- ¿En qué otras situaciones de la vida se presenta esto?
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXPERIENCIA
La ósmosis en la piel de calamar
DE LA NUEZ, J.; RECIO, E. Y ALCANTARA,
ALCANTARA, J.J. Ciencias Experimentales, I.B.
Blas Cabrera Felipe. Lanzarote (1986)
FUNDAMENTO
Es frecuente encontrarnos hechos que responden a una explicación común. Este es el caso de
porqué nos quedan las papas mal arrugadas cuando no le ponemos sal al agua.
MATERIAL
- trozo de calamar o pota seco
- 3 tubos transparentes
- azúcar (sacarosa) o sal (plástico o cristal)
- tinte: azul metileno, añil, mercromina, etc.
- pie soporte, 3 nueces, 3 pinzas.
- hilo
- cristalizador de 1 litro.
- trozo de plástico
- pegamento
DESCRIPCIÓN
Coge un trozo de calamar seco (pota seca) y lo pones unos minutos de remojo en agua. A
continuación, con mucho cuidado para evitar que se agujere le vas quitando un pedazo de piel.
Amarra con un hilo este trozo de piel (membrana permeable) al extremo de un tubo transparente, une
bien con pegamento para que no pueda entrar ni salir agua por la unión. Este tubo lo llenas con
e ensayo agua salada teñida.
Repite la operación pero ahora el tubo lo llenas con agua.
Grupo Blas Cabrera Felipe
Luego hacemos lo mismo con un tercer tubo pero en el que hemos sustituido la piel de calamar por
un trozo de plástico o similar (membrana impermeable) y lo llenamos también de agua salada teñida.
Luego se introducen los tres tubos sujetos por una pinza en un mismo cristalizador lleno con agua
potable hasta un nivel en que coincida con el nivel de líquido de los tubos (los cuales se han llenado
un mismo volumen)
-
Después de dos días ¿cómo está el nivel en cada uno de los tubos? Explica lo observado
¿qué conclusiones sacas?
-
¿Para que se habrá teñido el agua salada de los tubos?
-
¿Por qué habremos colocado un tubo idéntico con agua solamente?
-
¿Qué se pretende demostrar con esta experiencia?. Elaborar una hipótesis.
-
Busca en un texto el fenómeno "Ósmosis" y trata de compararlo con lo sucedido. Haz una
explicación del fenómeno.
-
Te parece que este fenómeno físico podría utilizarse de alguna manera para desalinizar el
agua de mar? ¿Cómo?
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXPERIENCIA
Disolución de azúcar en agua y su vaporización
Calentamiento del azúcar.
FUNDAMENTO
Una manera muy cómoda de "partir" sustancias es añadiéndolas a un disolvente o bien afectarlas de
los efectos de la energía.
MATERIAL
- azúcar
- mechero
- recipiente (baño maría)
- agitador o cucharilla
- vaso precipitado.
PROCEDIMIENTO
Contribución 1
Echar un poco de azúcar (pasarla antes) dentro de un vaso con agua y agitar.
-
¿Desaparece el azúcar? ¿ha quedado el agua transparente? ¿se puede diferenciar el agua
pura del azúcar?
-
Pruébala ¿ha cambiado el sabor? ¿ha desaparecido entonces el azúcar?
-
¿Qué le ha pasado al azúcar? Emite una hipótesis de lo sucedido.
Contribución 2
Calentar la disolución de azúcar poco a poco hasta que hierva y el agua se vaporice y desaparezca.
-
¿Qué ha quedado en el vaso? ¿A qué sabe? ¿Cuántos gramos pesa? ¿qué % de materia se
ha perdido?
-
Explica lo que ha ocurrido.
Contribución 3
Calentar el vaso con azúcar sólida de forma lenta al baño maría durante un tiempo largo.
-
¿Qué le sucede al azúcar? ¿Se ha formado una disolución?
-
¿Qué fenómeno ha sucedido? Explica el fenómeno.
-
Si lo dejas calentar mucho tiempo ¿qué le pasa al azúcar? ¿Cómo se explica?
-
¿Qué quedaría de residuo final en un calentamiento prolongado?
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXPERIENCIA
Calentamiento de clara de huevo y miel
FUNDAMENTO
En ocasiones las sustancias se presentan mezcladas y al someterlas a procesos de reparación
pueden sufrir cambios irreversibles.
MATERIAL
- clara de huevo
- mechero
- miel
- 3 vasos de precipitados de 100 cm
- ácido clorhídrico
- agitador
- hielo
- 3 vidrios de reloj
3
PROCEDIMIENTO
Calentar en un vaso de precipitados una disolución de clara de huevo en agua. Después de calentar
unos 10 min pasar a enfriar. Repetir la misma operación usando una disolución acuosa densa de
miel.
Prepara una mezcla de las claras de huevo y miel y sométela al mismo procedimiento. Cuando la
mezcla se tiene caliente realizar una filtración pero para luego volver a unir las partes que se puedan
reparar.
Colocar en 3 vidrios reloj una muestra de las situaciones ensayadas, es decir un poco de clara de
huevo, una porción de miel y algo de mezcla de ambas. Añadirle a cada una un poco de ácido
clorhídrico.
CUESTIONES
-
Describe el efecto del calentamiento en las tres situaciones.
-
¿Qué diferencia la clara de huevo con la miel? ¿A qué será debido?
-
¿Cómo separar las partes de esta mezcla?
-
¿Qué efecto produce el ácido? Compara con situaciones conocidas y explica el por qué
acontece.
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXPERIENCIA
Puntos de congelación y ebullición de disoluciones
FUNDAMENTO
Cuando un disolvente se mezcla con un soluto constituyen una disolución que ni se congela a la
temperatura de fusión del disolvente ni hierve a una temperatura de ebullición. Así pues, la pureza de
un disolvente se puede detectar por la desviación que sufren sus puntos críticos Tf Teb
MATERIAL
- Agua de mar
- termómetro (-10°C-150°C)
- 2 agitadores
- urea
- mechero
- pinzas de madera
- baños maría
- 2 tubos de ensayo anchos
PROCEDIMIENTO
Preparar una disolución con sal o agua de mar y colocarla en uno de los tubos de ensayo gruesos,
dotado de agitador y termómetro. Enfriar en un baño con hielo y determinar el punto de congelación.
Calentar hasta comenzar la vaporización para determinar el punto de ebullición.
Repetir la operación ahora con una disolución de urea.
CUESTIONES
-
Cambia el punto de congelación del agua cuando está mezclada con sal o urea.
-
¿Cuál es la magnitud del cambio en la solidificación de la disolución de sal y de la de urea?
-
¿Cómo se llama este cambio en la bibliografía?
-
¿Cuál es la magnitud de variación del punto de ebullición del agua en sus disoluciones de sal
y de urea?
-
En qué casos tiene esto importancia en situaciones conocidas.
-
¿Para qué se añaden anticongelantes a los radiadores de los automóviles?
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXPERIENCIA
La gallina ciega
FUNDAMENTO
Hay ocasiones en que al estudiar la Naturaleza nos es imposible observar directamente nuestro
objetivo; unas veces, porque nuestro objetivo está muy lejos y es poco visible, como algunos objetos
estelares (estrellas de neutrones, agujeros negros), otras veces porque observarlo directamente
afecta gravemente al objetivo (latidos del corazón, úlceras intestinales), otras porque el objetivo es tan
pequeño que no hay aparato adecuado para verlo (átomos, moléculas). En todos estos casos, la
única manera de estudiar el fenómeno es hacer observaciones indirectas, observaciones de
fenómenos provocados o alterados por nuestro objetivo, y en función de esa alteración, de esa
"señal" obtenida, intentar imaginar qué es lo que tenemos delante pero no podemos ver.
MATERIAL
- dos palos, uno más largo que otro, y una venda.
DESCRIPCIÓN
Varios alumnos han de salir del aula, mientras que los demás forman con mesas un recinto,
preferiblemente triangular, con una zona-base pequeña, una altura grande y abierta en un tramo del
lado grande.
Sobre las tres mesas ralladas, colocar otras tres mesas en un 2º piso, un alumno voluntario debe
entrar con los ojos vendados, ser situado en el lugar marcado cerca de la base y sin moverse de la
posición, aunque girando, primero con el palo corto y luego con el largo, ir tanteando sin moverse del
sitio, tratando de describir la forma de lo que tiene a su alrededor.
OBSERVACIONES
Evidentemente, los alumnos deben formar
modelos de lo que detectan, primero con un radio
del instrumento menos preciso (el palo corto) y
palo largo. luego con uno más preciso (el largo).
Además, un radio del palo corto. experimento
más imaginativo (tantear por lo alto y no sólo por
lo bajo) nos da una imagen del modelo más
ajustada a la realidad.
CUESTIONES
-
¿Que dijo el alumno con el palo corto? Describe el modelo que dedujo de su alrededor.
-
¿Cuánto se acerca a la realidad? Detalla las aproximaciones y desviaciones que ha
conseguido.
-
¿Qué modificó del modelo, con el palo grande? Detalla las modificaciones introducidas.
Redactar el modelo definitivo que le resultó.
-
A qué se debe el cambio de modelo al variar el tamaño del palo?.
Grupo Blas Cabrera Felipe
Isaac Asimov: Breve Historia de la Química
Grecia: los átomos
Otro importante tema de discusión encontró un amplio desarrollo entre los filósofos griegos: el debate
sobre la divisibilidad de la materia. Los trozos de una piedra partida en dos, incluso reducida a polvo,
siguen siendo piedra, y cada uno de los fragmentos resultantes puede volver a dividirse. Estas
divisiones y subdivisiones ¿pueden continuar indefinidamente?
El jonio Leucipo (aproximadamente 450 a. de C.) parece que fue el primero en poner en tela de juicio
la suposición aparentemente natural que afirma que cualquier trozo de materia, por muy pequeño que
sea, siempre puede dividirse en otros trozos aún más pequeños Leucipo mantenía que finalmente
una de las partículas obtenidas podía ser tan pequeña que ya no pudiera seguir dividiéndose.
Su discípulo Demócrito, (aproximadamente 470-380 a. de C.), afincado en Abdera, ciudad al norte del
Egeo, continuó en esta línea de pensamiento. Llamó átomos, que significa "indivisible", a las
partículas que habían alcanzado el menor tamaño posible. Esta doctrina, que defiende que la materia
está formada por pequeñas partículas y que no es indefinidamente divisible, se llama atomismo.
Demócrito supuso que los átomos de cada elemento eran diferentes en tamaño y forma, y que eran
estas diferencias las que conferían a los elementos sus distintas propiedades. Las substancias reales,
que podemos ver y tocar, están compuestas de mezclas de átomos de diferentes elementos, y una
sustancia puede transformarse en otra alterando la naturaleza de la mezcla.
Todo esto tiene para nosotros un indudable aire de modernidad, pero no debe olvidarse que
Demócrito no apeló a la experimentación para corroborar sus afirmaciones. (Los filósofos griegos no
hacían experimentos, sino que llegaban a sus conclusiones argumentando a partir de los "primeros
principios").
Para muchos filósofos, y especialmente para Aristóteles, la idea de una partícula de materia no
divisible en otras menores resultaba paradójica, y no la aceptaron. Por eso la teoría atomista se hizo
impopular y apenas se volvió a tener en cuenta hasta dos mil años después de Demócrito.
Sin embargo, el atomismo nunca murió del todo. Epicuro (342-270 a. de C.) lo incorporó a su línea de
pensamiento, y el epicureismo se granjeó muchos seguidores en los siglos siguientes. Uno de ellos
fue el poeta romano Tito Lucrecio Caro (95-55 a. de C.), conocido simplemente por Lucrecio. Expuso
la teoría atomista de Demócrito y Epicuro en un largo poema titulado De Rerum Natura ( " Sobre la
naturaleza de las cosas"). Muchos lo consideran el mejor poema didáctico jamás escrito.
En cualquier caso, mientras que los trabajos de Demócrito y Epicuro perecieron, quedando apenas
unas pocas citas sueltas, el poema de Lucrecio sobrevivió íntegro, preservando los hallazgos del
atomismo hasta nuestros días, en que los nuevos métodos científicos se incorporan a la lucha y la
conducen a la victoria final.
Grupo Blas Cabrera Felipe
CLASIFICACIÓN DE LAS SUSTANCIAS DE ACUERDO CON SUS
-
PROPIEDADES, COMO INFORMACIÓN BASICA ACERCA DE LAS
FORMAS DE ENLACE
La conductividad eléctrica, como índice de la existencia o no de
partículas cargadas.
-
Otras propiedades citadas, para las que los alumnos no siempre
Equipo didáctico ICE Universidad de
encuentran su relación con el tipo de enlace son: la solubilidad, la
Valencia. Documento MEC MA5 (1984)
deformabilidad o fragilidad de los sólidos, etc.. (El profesor puede
hacer ver la relación entre solubilidad y semejanza de los tipos de
INTRODUCCIÓN
unión en el disolvente y soluto, etc.).
Planteamiento del problema
Resumen de la información acumulada
La materia que nos rodea se presenta en forma de sustancias con distinto
La diversidad de las propiedades especificas de las sustancias (densidad,
aspecto
alguna
temperaturas de, fusión y ebullición, dureza, solubilidad en diferentes
información acerca de las uniones entre, las partículas. En sentido inverso
líquidos, conductividad...) hace difícil clasificar en unos pocos grupos a
podemos decir que uno de los problemas fundamentales que la química
todas las sustancias existentes y cualquier sistematización que se
tenía planteados era la elaboración de teorías sobre las uniones entre
establezca dejará fuera a sustancias con propiedades intermedias o
partículas que dieran cuenta de la existencia de las citadas sustancias y
atípicas. A pesar de estos inconvenientes ha sido posible clasificar a la
de sus propiedades.
mayor parte de las sustancias, atendiendo a su comportamiento, en tres
En esta pequeña investigación, vamos a abordar la clasificación de
grandes tipos que describiremos brevemente a continuación, dado que
sustancias de acuerdo con sus propiedades, como primera información
dicha clasificación es el resultado de una enorme acumulación de datos -
relativa a la existencia de distintas formas de enlace.
que es impensable reproducir aquí. Esta clasificación evidencia como
A.1. Citar algunas propiedades de las sustancias que puedan ser
veremos -sin pretender ser exhaustivos- la existencia de cuatro formas
indicativas del tipo de unión entre las mismas (fuerte o débil, etc.)
fundamentales de unión entre los átomos, es decir, de cuatro tipos de
y
propiedades
cuyo
conocimiento
puede
aportar
enlace:
Comentarios A..1.
Las propiedades mencionadas por los alumnos son:
-
a) En primer lugar, nos encontramos con sustancias de aspecto
La dureza y los puntos de fusión y ebullición como índices de la
cristalino, frágiles, con elevados puntos de fusión y ebullición.
mayor o menor intensidad de la unión.
Son, en general, más o menos solubles en disolventes de tipo
Grupo Blas Cabrera Felipe
agua y no lo son en disolventes del tipo benceno. No son
Comentarios A..2.
conductores de la corriente en estado sólido, pero si cuando se
Los alumnos encuentran fácilmente ejemplos de los distintos grupos y
presentan fundidos o en disolución.
esta actividad contribuye así a afianzar la asimilación de la información
b) En segundo lugar, nos encontramos con sustancias de bajos
sobre las propiedades de las sustancias. Este afianzamiento, se verá
puntos de fusión y ebullición que se encuentran, a menudo a
reforzado a través de! tratamiento experimental que planteamos en el
temperatura y presión ordinaria, en forma de gases. Dichos gases
siguiente apartado.
se encuentran, por otra parte, constituidos por moléculas de una
gran estabilidad, pues resisten, en general, elevadas temperaturas
Caracterización experimental de distintas sustancias
sin descomponerse. Los sólidos de esta clase no se disuelven en
disolventes del tipo agua, haciéndolo en los del tipo benceno, y no
A.3. Programar sendas experiencias para caracterizar distintas sustancias
conducen la corriente eléctrica en ninguna forma.
atendiendo a:
El comportamiento de estas sustancias hace suponer la existencia
a) solubilidad en agua y benceno; b) conductividad en estado sólido v en
de fuertes uniones intramoleculares, dada la estabilidad de dichas
disolución ; c) puntos de fusión (determinar simplemente si es alto o bajo);
moléculas
d) deformabilidad.
y
de
débiles
uniones
intermoleculares,
teniendo
presente la facilidad con que se logra separar las moléculas. Es
decir, se pone de manifiesto la existencia de este tipo de
Comentarios A.3.
sustancias de dos formas de enlace asociadas.
Es interesante discutir la forma de reconocer si ha habido disolución o no
c) Por último, nos referiremos a un tipo de sustancias cuyas
propiedades más típicas son su carácter conductor del calor y la
en los casos en que aparentemente no se observa. Puede incluirse a tal
efecto una actividad suplementaria del tipo:
electricidad en estado sólido y el ser fácilmente deformables, o
sea, dúctiles y maleables.
A.3. (bis) . ¿Cómo determinar con seguridad si ha habido disolución
parcial o no en los casos en que no observa disolución a simple vista?
A.2. proponer ejemplos de sustancias que se ajusten básicamente a cada
uno de los grumos establecidos.
Los alumnos proponen entonces calentar una porción, disolución (puede
utilizarse un vidrio de reloj) hasta evaporar el liquido y ver si queda o no
residuo.
Grupo Blas Cabrera Felipe
La deformabilidad, por su parte, es fácil de determinar y lo mismo puede
decirse de la conductividad (basta un circuito provisto, como sugieren los
alumnos, de una bombilla o, mejor, de un galvanómetro sensible y dos
electrodos).
La determinación del punto de fusión de los sólidos plantea más
problemas, pero se trata simplemente de determinar si es alto o bajo. Los
alumnos proponen introducir una pequeña cantidad en un tubito de
ensayo y calentar fuertemente hasta observar si funde o no.
Una vez discutidas estas cuestiones se puede pasar, último, a la
caracterización de algunas sustancias de las que el profesor presentará
muestras.
A.4. Proceder a la caracterización de las sustancia: presentadas por el
profesor, y determinar a cuál de los grupos pertenece.
Grupo Blas Cabrera Felipe
ESTADOS DE AGREGACIÓN
Y CONSTITUCIÓN DE LA MATERIA
José Fernández González
Francisco Rodríguez de Armas
Nicolás Elórtegui Escartín
Juan Pérez Torres
INVESTIGACIÓN
Grupo Blas Cabrera Felipe
INVESTIGACIÓN
LA SOLUBILIDAD
La solubilidad de una sustancia en otra es uno de los procesos más cotidianos pero que sin embargo
es complejo porque depende de una serie de variables algunas de las cuales pueden ser
incontrolables.
El describir la solubilidad en términos generales requiere hacer una relación de las variables que
pueden afectar:
-
Naturaleza del soluto y del disolvente.
-
Grado de divisibilidad del sólido.
-
Temperatura.
-
Agitación.
Controlemos todas las variables, manteniéndolas constantes, a excepción de una de ellas que será la
que modificaremos para estudiar un efecto.
Experimentos: Naturaleza del soluto y disolvente.
SOLUTO en agua
regaliz en DISOLVENTES
sal, azúcar, nitrato potásico, polvo tiza, ácido
agua, alcohol ,acetona, gasolina
sulfúrico, hidróxido sódico, alcohol, éter, benceno,
gasolina, gas-oil, parafina.
Para imaginarnos la variedad de situaciones que se nos pueden presentar a estudio, consideremos
que son disoluciones: el aire, el humo, la clara de huevo, los aerosoles, el aire húmedo, las monedas,
etc.
Para apreciar cualitativamente como influye el soluto preparamos una gradilla de tubos de ensayo con
1/3 de agua y le añadimos en cada tubo los solutos enumerados, destacando lo observable como
analogías y diferencias en cada caso.
Un mismo soluto, como pueden ser trocitos de regaliz del mismo tamaño, los podíamos añadir a
distintos tubos de ensayo que tendrán cada uno un disolvente diferente. Establecer comparaciones de
como ocurre la disolución, caso de producirse.
Experimentos: grado de divisibilidad
Disponer de cuatro vasos iguales con la misma agua. Comprar "pastillas o caramelos duros" y
colocar:
-
en el 1º vaso tres caramelos
-
en el 2º vaso tres caramelos partidos a la mitad
Grupo Blas Cabrera Felipe
-
en el 3º vaso tres caramelos partidos en pedazos pequeños
-
en el 4º vaso tres caramelos machacados en un mortero
Mide el tiempo de disolución en cada caso y realiza una estimación del tamaño de partícula (diámetro
de una partícula esférico que tuviera el mismo volumen).
datos
Tamaño partícula
vaso
tiempo
1
2
3
4
Representar el tiempo frente al tamaño de partícula.
Reducir la relación matemática.
Extrapolar la conclusión prediciendo como se disolverán caramelos grandes
Relacionar superficie expuesta y disolución
Experimentos: temperatura
Montar un dispositivo que este. constituido con un vaso de agua con unos 50 ml. de agua fría (si es
necesario enfriar algo) y un termómetro. Colocar el dispositivo en un baño maría. Se debe disponer
de una unidad de medida del soluto sólido:
-
una cucharilla pequeña con enrase fácil, la variable independiente seria el nº de cucharillas.
-
una balanza para tener la masa de soluto, añadido, bien por pesada directa o a través de
pesadas sucesivas de la disolución.
Echar en el agua fría una cucharadita de KNO3, agitar hasta que se disuelva; añadir nuevas
cucharadas enrasadas siempre que la anterior se haya disuelto. Se puede llegar a un momento en
que quede alguna partícula de sal KNO3 sin disolver (saturación). Anotar el nº de cucharadas que se
han disuelto (o la masa en caso de la balanza).
Calienta la disolución unos 20º C más. Observarás que la sal no disuelta antes, ahora si se disuelve.
Añadir agitando nuevas cucharaditas de nitrato potásico, cuidando que la precedente este bien
disuelta, hasta una nueva saturación.
Repite el procedimiento con sucesivos calentamientos.
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datos
T (°C)
Cucharillas totales
Solubilidad (gramos/litro)
añadidas
1
2
3
4
Concluye el resultado cualitativo de la experiencia.
¿Que tipo de relación matemática, podría resultar?
A partir de la gráfica deducir la masa que disolvería a una temperatura dada.
Experimentos: agitación
Ver experimentos análogos en Investigación sobre la difusión.
BIBLIOGRAFÍA:
Averbuj, E. "Naturalia" pag. 105.Barcanova (1984)
Brincones,I. docum. MEC Reforma “Cómo montar pequeñas investigaciones" Feb. (1985)
Paraira,M. "Laboratorio: guía general de prácticas de química" pag. 42-6, Hora S.A. (1981)
Grupo Blas Cabrera Felipe
INVESTIGACIÓN
LA DIFUSIÓN
Al disolver un cristal de permanganato potásico en agua se producen dos fenómenos simultáneos
hasta llegar a la total homogeneidad de la disolución. Esto es una disolución del cristal y una difusión
de éste a través del disolvente.
Tratemos de averiguar de que depende esta difusión. Una porción de disolución muy concentrada de
KMn04 (CuSO4 o K2O7Cr2) se coloca con una chupetina en el centro de una masa de disolvente.
Estando el disolvente en reposo, la sal se difunde hasta quedar uniformemente repartida en el agua.
Tratemos de averiguar la velocidad de difusión, representada en este caso por el tiempo que se tarda
en conseguir la homogeneidad de la disolución (variable dependiente).
Factores que influyen en la difusión:
-
volumen de disolvente o dilución.
-
temperatura del agua.
-
concentración del soluto.
-
agitación.
Dejando cambiar una sola de las variables, porque las demás están "controladas" por mantenerse
presumiblemente constantes, se puede estudiar el grado de influencia de estos factores
determinantes de la difusión.
Experimentos : dilución
Preparar tres vasos iguales con cantidades de agua diferentes, de forma que la de cada uno sea la
mitad del anterior. Añadir una alícuota igual del soluto, permanganato de potasio, al centro de cada
masa de agua y medir los tiempos de formación de disolución homogénea. (Constatar la necesidad
de repetir la experiencia para promediar datos).
datos
vaso
1
2
3
4
tiempo
Grupo Blas Cabrera Felipe
Tratar de representar el tiempo de difusión ( o velocidad másica de transferencia de materia) frente al
volumen de disolvente. Ajustar a una función lineal y tratar de hallar la ecuación que representa la de
pendencia.
y=ax+b
tiempo
pendiente
volumen de disolvente
ordenada en el origen
Dada una cantidad de agua, prever cuanto tardaría en difundirse la misma cantidad de soluto.
Comprobarlo experimentalmente.
Experimentos : temperatura
Preparar tres vasos de precipitado iguales con la misma cantidad de agua. Uno de ellos se mantiene
a temperatura ambiente, otro se enfría y el tercero se calienta. Añadir una alicuota igual, de disolución
soluto de KMnO4 al centro de cada vaso.
Comprobar la temperatura de cada vaso al principio y al final de la difusión y anotar el rango de
temperaturas en que ocurrió el proceso, tomando como referencia el valor medio.
Medir los tiempos de difusión como en el caso anterior y representar gráficamente los datos.
datos
T (°C)
tiempo
Velocidad másica (g/s)
t1
t2
t3
t4
Tratar de llegar a la relación matemática de la dependencia, a partir de la gráfica, y hacer
predicciones para casos supuestos.
Experimentos: concentración
Con tres vasos iguales y el mismo volumen de agua añadir tres porciones diferentes del soluto (
(disolución concentrada de KMnO4, CuSO4 o K2O7Cr2)
Grupo Blas Cabrera Felipe
datos
Volumen
tiempo
Velocidad másica (g/s)
soluto (ml)
c1
c2
c3
c4
-
Relación matemática.
-
Predicción.
-
Comprobación.
Experimentos : agitación
Usando vasos iguales y la misma cantidad de agua se pretende añadir la misma alicuota, en los tres
vasos. Uno no se agita, otro se le introduce verticalmente el agitador por diversos sitios y al tercero se
le agita normalmente cm la varilla de vidrio.
datos
agitación
tiempo
A
B
C
D
-
Concluir cualitativamente la influencia de la agitación.
-
Relacionar la importancia del movimiento del líquido por acción del agitador o sacudidas del
vaso.
-
Extrapolar la situación a los organismos animales.